文档介绍：毕业设计外文翻译
题目: A simple VFC based wattmeter suitable for application at industrial
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。
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。

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,ß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,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/N>T,平均频率FO为:
我们假设信号vx是由匝数比n:1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HzW-1,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。

仪表的设计是为了工业