1、毕业设计外文翻译题目ASIMPLEVFCBASEDWATTMETERSUITABLEFORAPPLICATIONATINDUSTRIAL一种基于VFC的应用于工频场合的瓦特计摘要这篇文献里，提出了一个简单交流瓦特计的设计。其主要特点是它采用了有两个电压频率转换器的内置乘法器（VFC），乘法器还能够很方便连接到数字仪器，不需要进一步模拟调节。设计的过程详细的描述了，提出了两种设计方法。在原型中进行了测验，验证仪器的适用性。但是有一个限制，它只能适用于空平均信号，如那些经常应用在交流瓦特计中的信号。1介绍功率的测量需要电压和电流的乘积，其次是计算产品的均值。有几种方法可以执行以上所述的乘法。大多数
2、市面销售的乘法器是基于GILBERT单元，这是一种非常适合高频率的乘法器1其他的方法有热2和电流平衡技术3。近年来，一些模拟方法也被提出基于磁电阻效应的瓦特转换器4，电光学晶体倍频5，还有基于晶体管的乘法和转换的热域的技术，转换到热域6是一些技术探索的例子。不考虑准确的结果，这些技术的共同特点是输出是模拟信号，有些时候需要复杂的变换。对于住宅计量的应用，时间分割乘法器7是通用的选择；这个基本技术今年来得到了提高，为了这个应用也开发了一些通用的集成电路。紧跟乘法器的是脉率转换器，它以这样的方式产生一个脉冲序列，每一个脉冲的能量与预定的能量成正比，平均频率与平均功率成正比。脉率转换器的优点是一个简
3、单的数字转换器能接受平均功率，或者保持对能量消费的跟踪。这篇文献里，提出了基于VFC乘法器的平均功率电表。它的主要特点是很简单的构造，由于脉率转换器本质上是包含在乘法器中的。该仪器可以构造带关闭的现成组件，提供了一个可以接受的性能。2工作原理电压到频率转换的转换公式为M在转换公式中代表增益，FR是相关的输入频率，VI是输入电压，VR是应用到转换器的相关电压，是输出的补偿。乘法器可以由两个转换器的级联构造出来，如图1第一个转换器的输出由等式（1）给出，并且在转换器中有一个分频计数器。第二个转换器的输入是第二个电压频率转换器有个相似的变换方程图1有两个电压频率转换器的乘法器其中大多数商用的的转换器
4、，输入范围是单极的。如果控制信号是双极的，在变换波的情况下，它可以转移到适合输入的范围之内。应用到转换器的电压可以表示为其中VOS1和VOS2是直流转移电压。因此，输出频率可以写成FO的平均值可以从整数中找到。如果信号VX和VY是空平均周期信号，周期T，下面的条件是正确的假设FR/NT，平均频率FO为我们假设信号VX是由匝数比N1的电压得到的另一方面，如果电源电流感应使用霍尔效应传感器，有一转换电阻等于RH把VX和VY带入等式（8）中，就可以得到下面的结果其中G是转换增益，单位是HZW1，FOS为补偿项，由下面单独给出根据以上的等式，平均电流功率可以从测量FO得到。这就需要FO是整数，这可以很
5、简单的执行。由于平均功率由线性周期整数化测量，所有必须做的是，在一次错误的时候让计数器计数，其长度也等于一个整数周期数。最后计数器储存的错误计数将会正比与平均值FO。3仪表设计仪表的设计是为了工业频率的应用，使用现成的组件，和AD7740电压频率转换器8。这个转换器需要输入占空比在40到60之间的脉冲序列，但是输出的占空比会小于这个范围。因此，转换器增加了计数器改善对第二个转换器的信号对称性。这个装置是指定最低频率为32KHZ。第二个VFC使用的频率要大于这个值，从等式（2）得到让VXV1MAXV1MIN作为第一个转换器的输入范围，在功率测量中VACM最大的RMS电压。转换率N有下面给出同样的
6、，让VYV2MAXV2MIN作为第二个VFC的输入范围，IACM最大RMS电流。转换电阻RH由下式计算31设计方法第一种设计方法涉及一个给定的增益G，假设输入范围上限限制在两种设备上，等于VR。使用等式（12A），（14）（16）一个参考频率FR的表达式可以得到，经过一些化简，结果是其中，PACMIACMVAVM是测量的最大功率。假设,每个VFC是相同的，M1M208；1201；VR1VR2VR25V。N和RH需要调整用于合适这个应用。因此，让VXVY是有意义的，因为这种情况下VOS1VOS2，只需要一个修正，来补偿VFC的输入电压。仪表将被设计成IACM10ARMS，VACM144VRMS。
7、而且，N8将被使用。这种情况下，设计过程会有点复杂，参考等式（17），VY是FR的方程。得到的将不是一个模拟结果，而是绘制成了图表集，举例说明了电路参数作为参考频率的函数。图2表示出了转换增益和输入范围，以FR的函数。图3表示除了转换率，电流传感器的转换电阻。图4表示了频率的补偿。由G1HZ/W可以得到一系列的数值，在表1中列出来了。图2转换增益和输入范围图3转换率和电流传感器转换成电阻图4补偿频率32设计方法第二种设计方法涉及给定的增益G和参考频率FR。这种情况下，输入范围要根据要求的运行参数进行修正。假设VXVYY,使用等式（12A），（15），（16），通过化简可以得到限制条件为这种方法
8、的优点是如果以上的条件满足了，补偿电压能通过更简单的修正得到。由G2HZ/W，VR25V，FR1MHZ得到的一系列数据在表2中列出。4测试和结果表2中的数值用于建立原型。测试电路的框图在图5中显示了。电压由变压器T1确定，电流H1由霍尔效应传感器确定。感应信号送入模拟调节块，在这里他们做合适的缩放，在乘法器输入范围内加入补偿信号，用于端修正信号，一个内部计数器用于在一个采样周期计数脉冲次数。一个独立的转换器提供1MHZ的时钟信号，做乘法器的FREF，一个1HZ的信号由微控制器控制，用于同步采样周期。在采样周期的起始阶段，微处理器清楚的计数，开始积累脉冲；在采样周期的末尾，储存计数的计数器清空并
9、且显示在LCD上。乘法器在图6中，U1和U2是AD7740装置，转换器中有独立的8位计数器。输出频率FO送入微处理器。模拟调整电路在图7中。电阻RA和RB用来修正电压转换器的转换率，RC和RD用于调整由传感器H1提供的输出。虽然图中显示了霍尔效应传感器，带有分流电阻的电流转换器连接到副端。U4和U5是单位增益差异放大器，用来给电压和电流信号补偿。有差模放大器提供的负信号由翻转转换器进行补偿。应该注意到放大器中单位增益条件需要R41通过R44，R51通过R54，它们有相同的值。仪器在下面的条件下测试IACM10ARMS，VACM144VRMS，60HZ。它的测试结果是根据输出频率FO来评价的，图
10、8中作为主电源的方程。虚线对应于理论值的轨迹，并标记对应的测量值。测试均采取了单位功率因数，最大误差是18。图9显示为一个函数的输出频率电压和滞后电流之间的相位角。虚线对应于25的误差边界。测试中，电流和电压放大器保持不变，相位角随着变化。在350的相位角的情况下，最大误差是25。仪器的频率取决于VFC的动态响应。数据表示，如果输入电压有了很小的变化，一个稳定时间，通常由两个CLKIN周期，必须相隔之前得到有效的数据。对于变化的输入频率的响应没有在数据表中描述。因为第二个转换器会在这种条件下运行，这是必须要评价的行为。两个频率应用到了转换器中，从FR到2FR。再返回，会发现设定的时间大约是两倍
11、的CLKIN周期。仪器测试的过程，是给第一个转换器送入方波，因此仿真出了严重扭曲的电流波形，给第二个转换器送入正弦波，在图10中可以看出。对于参考波形的第一个时钟周期的响应，而在第二正弦波周期上已取而代之的是一个方波。对于主动功率测量，在方波的时候电表应该只响应的基本组成部分。如果这部分和参考波是有同样的幅度，方波的最大幅度应该是正弦波最大幅度的7854。正弦波的峰峰值幅度涵盖了输入范围的80，方波的幅度涵盖了输入范围的6283。测量的误差是23。5结论这篇文献中，提出了简单的平均功率仪器的设计。仪器应用了乘法器，乘法器架立在电压盈率转换器之间，乘法器的输出直接连接到微处理器，不需要进一步调整。文章提出了两种略微不同的设计方法，图表提供了回路参数的关系。建立了一个原型，并经过了测试，结果表明了一起精确度的百分比。仪器的限制是只能用在信号平均电压是空，但是，这是经常在交流仪器中应用的。
