?

　　式中：

　　VTR是CT和PT變壓器的輸出電壓。

　　RTR是變壓器的等效阻抗。

　　R1、R2構(gòu)成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。

　　RIN是MAX11040的輸入阻抗。

　　R2llRIN是R2和RIN的并聯(lián)阻抗。

　　C3為輸入旁路電容。

　　f是輸入信號(hào)頻率。

　　VIN(f)是MAX11040的輸入電壓。

　　可以利用類似方法進(jìn)行差分輸入設(shè)計(jì)。

　　為保持高精度電阻分壓比和正確的旁路特性，應(yīng)選取低溫度系數(shù)、精度為1%甚至更好的金屬薄膜電阻。電容應(yīng)選取高精度陶瓷電容或薄膜電容。最好選擇信譽(yù)較好的供應(yīng)商購(gòu)買這些元件，例如Panasonic?、Rohm?、Vishay?、Kemet?和AVX?等。

　　MAX11040EVKIT提供了一個(gè)全功能、8通道DAS系統(tǒng)，評(píng)估板能夠幫助設(shè)計(jì)人員加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，例如，驗(yàn)證圖2中所推薦的原理圖方案。

?

　　圖3. 基于MAX11040EVKIT的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)框圖，需要兩個(gè)精密儀表對(duì)測(cè)量通道進(jìn)行適當(dāng)校準(zhǔn)。測(cè)量結(jié)果可以通過(guò)USB發(fā)送到PC機(jī)，然后轉(zhuǎn)換成Excel?文件作進(jìn)一步處理。

　　函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的±5V信號(hào)連接到MAX11040的通道2，而另一函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的±10V信號(hào)連接到MAX11040的輸入通道1。電阻分壓網(wǎng)絡(luò)R1/R2和R3/R4對(duì)±5V或±10V輸入進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使其接近ADC的滿量程范圍(FSR = ±2.2VP-P)。

　　電阻分壓網(wǎng)絡(luò)R1和R2的取值以及旁路電容C1和C2的取值如表2所示，均由式1計(jì)算得到，接近最佳的輸入動(dòng)態(tài)范圍(約±2.10VP-P)。該動(dòng)態(tài)范圍限制在0.05%相當(dāng)高的精度范圍，非常適合MAX11040。有關(guān)精度指標(biāo)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考MAX11040數(shù)據(jù)資料。

　　表2. 圖3中的電阻和旁路電容計(jì)算 VTR

　　±VP-PRTR

　　(Ω)R1

　　(Ω)R2

　　(Ω)RIN

　　(Ω)C3

　　(μF)f

　　(Hz)VIN

　　±VP-PVADC

　　(VRMS)Calibration

　　factor-KCALCalibration

　　factor error (%)

　　Calculations for nominal VTR and standard components (nominal) values

　　105033209091300000.1502.112681.49394.733010.70

　　550249018201300000.1502.070261.463952.415160.99

　　Measured values for VTR, VIN, VINRMS with real components values and tolerances used in the experiment

　　9.86350 ± 10%3320 ± 1%909 ± 1%130000 ± 15%0.1 ± 10%502.098721.4838994.6999120

　　4.93250 ± 10%2490 ± 1%1820 ± 1%130000 ± 15%0.1 ± 10%502.061511.458332.39140

　　050 ± 10%2490 ± 1%1820 ± 1%130000 ± 15%0.1 ± 10%5000.00048NANA

　　表2列出的計(jì)算值均來(lái)自式1的計(jì)算結(jié)果和圖3定義的精確測(cè)量。表格頂部給出了式1在標(biāo)稱輸入電壓下的理論計(jì)算結(jié)果，選擇標(biāo)準(zhǔn)的分立元件。表2底部給出了演示系統(tǒng)中實(shí)際測(cè)量的元件值以及測(cè)試誤差，同時(shí)還給出了用于FSR校準(zhǔn)和計(jì)算得到的KCAL系數(shù)，計(jì)算公式如下：

　　校準(zhǔn)系數(shù)KCAL按照式2計(jì)算：

　　KCAL = VTRMAX/(VADCMAX - VADC0)(式2)

　　式中：

　　VTRMAX是輸入最大值，分別代表±5V或±10V輸入信號(hào)。

　　VADCMAX是測(cè)量、處理后的ADC值，MAX11040評(píng)估板設(shè)置與圖3相同，輸入信號(hào)設(shè)置為VTRMAX。

　　VADC0是測(cè)量、處理后的ADC值，MAX11040評(píng)估板設(shè)置與圖3相同，輸入信號(hào)設(shè)置為VIN = 0 (系統(tǒng)零失調(diào)測(cè)量)。

　　KCAL (本實(shí)驗(yàn)中)是針對(duì)特別通道的校準(zhǔn)系數(shù)，根據(jù)VADC計(jì)算輸入信號(hào)VTR。

　　KCAL誤差計(jì)算顯示只基于標(biāo)稱值的KCAL“理論值”可能與基于實(shí)際測(cè)量值計(jì)算的KCAL之間存在1%左右的誤差。

　　所以，只是依靠理論計(jì)算還不足以支持實(shí)際要求;如果設(shè)計(jì)中需要達(dá)到EU IEC 62053標(biāo)準(zhǔn)要求的0.2%精度，就必須對(duì)每個(gè)測(cè)量通道進(jìn)行滿量程(FSR)校準(zhǔn)。

　　表3所示結(jié)果驗(yàn)證了? FSR輸入信號(hào)的測(cè)量。利用高精度HP3458A萬(wàn)用表測(cè)量數(shù)據(jù)，利用式2中的校準(zhǔn)系數(shù)KCAL得到ADC測(cè)量值和計(jì)算值。

　　表3. 驗(yàn)證? FSR輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果 GeneratorGeneratorMAX11040CalculationVerrRequirements

　　Nominal signal (? FSR)VTR_m - signal measured by HP3458AVIN measured by ADCVTR_C = VIN × KCAL(VTR_M - VTR_C) × (100/VTR_C)IEC 62053

　　(VP-P)(VRMS)(VRMS)(VRMS)(%)(%)

　　Channel 1: ±5.0003.48920.742593.490126-0.0265440.2

　　Channel 2: ±2.5001.74710.73071.747384-0.0162650.2

　　表3中的VTR_M表示輸入? FSR信號(hào)時(shí)的測(cè)量值，而VTR_C表示基于MAX11040測(cè)量值和KCAL處理、計(jì)算得到的數(shù)值。