Дешевый умножитель для измерителя мощности

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2019

Jeff Kotowski

EDN

Для измерителя мощности обычно требуются аналоговые или цифровые схемы умножения. Эти схемы могут быть сложными, капризными в настройке или дорогими. Более простой способ умножения основан на том, чтобы сначала преобразовать ток в импульсы с коэффициентом заполнения, пропорциональным току. Эти импульсы можно использовать для стробирования входного напряжения; такое стробирование эффективно заменяет функцию умножения.

Рисунок 1.	Основой схемы измерителя мощности служит недорогая микросхема формирователя ШИМ-сигнала.

Последующий фильтр нижних частот формирует выходное напряжение, пропорциональное мощности. На первый взгляд, метод кажется вычурным, однако его реализация достаточно проста. На Рисунке 1 показана полная схема измерителя мощности. Микросхема LM3812M-7.0 измеряет проходящий через нее ток и формирует сигнал ШИМ, коэффициент заполнения которого пропорционален току. Зависимость коэффициента заполнения D от тока определяется следующим выражением:

Требуемый выходной сигнал представляет собой напряжение, численно равное входной мощности, деленной на 10. Операция деления на 10 не позволяет напряжению выходить из контролируемого диапазона. Выходное напряжение равно:

Чтобы вычесть в выражении член ½V_IN, первый операционный усилитель инвертирует сигнал мощности. Второй операционный усилитель добавляет смещение и снова инвертирует сигнал. Конденсаторы C₁ и C₂ обеспечивают фильтрацию. Встречное включение этих электролитических конденсаторов образует неполярный конденсатор. Тесты с входными токами от –7 А до +7 А и источником напряжения 2 В … 5.25 В показали, что в диапазоне мощностей от 0 до 25 Вт схема имеет точность лучше 3%.

Материалы по теме