2.1 高压分压电路的设计
高压分压电路就是按一定分压比将被测高电压变为可以测量的低电压信号。其实现方法是通过分压电阻来对其分压,其电路原理如图2所示。其中,输入高电压Ui经分压电阻分压后与输出低电压Uout的分压比为:
n=R0/(R0+R)
由于R》》R0,所以可取n=R0/R,即:Uout=nUi。
设计时,选择合适且物理性质相似的电阻.可以提高分压精度,因为所要确定的分压比只与电阻的阻值有关。另外,在高压电路中,也要求电阻具有较高的耐压和耐热特性。
2.2 电压/频率转换电路
VFC32是美国Burr-Brow公司生产的VFC系列产品之一,它可以把输入模拟电压变换成相应频率的输出脉冲。利用它可以很方便地进行调频模拟信号的调制和解调。这样,选择合适的外围元件便可以输出与输入电压信号成一定比例关系的频率信号。
VFC32的最高工作频率为500 kHz。该器件的变换线性度很好,在10 kHz满刻度频率时,其最大非线性误差仅为±0.01%,而在100 kHz满刻度频率时仅为±0.05%。该电路的双电源工作电压为±15 V,并可在±11~±20 V之间变化。
利用VFC32和相应的外接电路可以实现电压和频率的转换。图3所示是其压/频变换原理图。设输出脉冲的频率为fout,周期为TOUT,单稳态输出脉宽为Tos(Tos=7500 C1),那么,根据实验室大功率脉冲电容上所测电压的范围及分压器的分压比便可确定R1和C1的具体数值。根据V/F转换器的输出频率可得出下列公式: