| 主权项 |
1.一种电压量测装置,包含: 一可调整平坦度的交流滤波模组,具有一可接收待 测交流电压之第一输入端及一第一输出端,并可针 对该待测电压予以适当地做信号衰减并滤波后,经 由该第一输出端输出; 一交流转直流电压模组,与该交流滤波模组电性连 接,并可接收该第一输出端之交流电压,且可将该 交流电压转换为一电压値与该第一输出端之交流 电压之均方根値相等之直流电压;及 一数位信号处理模组,可接收该交流转直流电压模 组输出之直流电压,且将该直流电压依据其所在的 量测范围转换成一与该待测交流电压相对应之量 测値,并可输出一脉冲宽度调变信号及一控制信号 至该交流滤波模组,该脉冲宽度调变信号之脉冲宽 度与该量测値及该待测交流电压之均方根値两者 之误差値成正比,以供该交流滤波模组调整该第一 输出端之输出电压,该控制信号可控制该交流滤波 模组在不同之电压量测范围时,将该待测交流电压 适当地做衰减后再由该第一输出端输出。 2.依据申请专利范围第1项所述之电压量测装置,其 中,该可调整平坦度的交流滤波模组包括一交流滤 波电路、一平坦度调整电路、一补偿电路及一放 大电路,该交流滤波电路可接收该待测交流电压, 且可将该待测电压予以信号衰减并滤波成为一第 一信号,并输出至该放大电路,且输出一由该第一 信号分压及滤波后所得之修正信号至该平坦度调 整电路,使该平坦度调整电路可取样该第一信号之 电压,该放大电路与该交流滤波电路电性连接,且 可将该第一信号予以适当地放大后输出至该第一 输出端,该补偿电路可接收由该数位信号处理模组 输出之脉冲宽度调变信号,并输出一电压値与该脉 冲宽度调变信号之脉冲宽度成反比之补偿信号至 该平坦度调整电路,该平坦度调整电路接收该补偿 信号及该修正信号,并可输出一校准信号至该交流 滤波电路,该校准信号可调整该交流滤波电路之增 益値以使该数位信号处理模组判读之量测値与该 待测交流电压之均方根値相等。 3.依据申请专利范围第2项所述之电压量测装置,其 中,该交流滤波模组之交流滤波电路包括一第一运 算放大器、一第一电容、一第二电容、一第三电 容、一第四电容、一第五电容、一第六电容、一 第七电容、一第一电阻、一第二电阻、一第三电 阻、一第四电阻、一第五电阻、一第六电阻、一 第七电阻及一第一开关,该第一运算放大器之正相 输入端接地,且其反相输入端与该第五电阻之一端 、该第四电容之一端、该第二电容之一端、该第 一开关之一端、该第六电容之一端及该第二电阻 之一端电性连接,而其输出端可输出该第一信号, 且与该第六电阻之一端、该放大电路、该第三电 阻之一端、该第二电阻之另一端、该第五电容之 一端及该第一电阻之一端电性连接,该第六电阻之 另一端与该平坦度调整电路及该第七电阻之一端 电性连接,并可输出该修正信号,而该第七电阻之 另一端为接地电压,该第七电容与该第六电阻并联 ,该第四电容之另一端与该第三电容之一端及该第 四电阻之一端电性连接,该第三电容之另一端即为 该第一输入端,该第三电阻之另一端与该第六电容 之另一端电性连接,该第五电容之另一端与该第一 开关之另一端、该第一电容之一端及该第一电阻 之另一端 电性连接,该第二电容之另一端与该第一电容之另 一端电性连接并可接收该校准信号,该第四电阻之 另一端与该第五电阻之另一端电性连接,该第一开 关是受该数位信号处理模组输出之控制信号控制 开启或关闭。 4.依据申请专利范围第3项所述之电压量测装置,其 中,当该待测交流电压之均方根値在0.1V以下、0.1V~ 1V以及1V~10V之范围时,该数位信号处理模组输出之 控制信号设定该第一开关为开启;当该待测交流电 压之均方根値在10V~100V以及100V~750V之范围时,该数 位信号处理模组输出之控制信号设定该第一开关 为关闭。 5.依据申请专利范围第2项所述之电压量测装置,其 中,该交流滤波模组之放大电路包括一第二开关、 一第三开关、一第四开关、一第五开关、一第六 开关、一第一放大单元、一第二放大单元及一缓 冲单元,该第二开关之一端与该交流滤波电路电性 连接,且可接收该第一信号,而另一端与该第一放 大单元电性连接,该第一放大单元经由该第二开关 接收该第一信号,并可将该第一信号放大倍后成为 一第二信号,该第五开关之一端与该交流滤波电路 电性连接,且可接收该第一信号,而另一端与该二 放大单元电性连接,该第六开关之一端与该第一放 大单元电性连接,并可接收该第二信号,而另一端 与该第二放大单元电性连接,该第二放大单元可经 由该五开关接收该第一信号,且可经由该第六开关 接收该第二信号,并可将该等信号放大倍后成为一 第三信号,该第四开关之一端与该交流滤波电路电 性连接,且可接收该第一信号,而另一端与该缓冲 单元电性连接,该第三开关之一端与该第二放大单 元电性连接,并可接收该第三信号,而另一端与该 缓冲单元电性连接,该缓冲单元可经由该四开关接 收该第一信号,且可经由该第三开关接收该第三信 号,并可将该等信号输出至该第一输出端 ,该等开关是受该数位信号处理模组输出之控制信 号控制开启或关闭。 6.依据申请专利范围第5项所述之电压量测装置,其 中,当该待测交流电压之均方根値在0.1V以下之范 围时,该数位信号处理模组输出之控制信号设定该 第二开关、第三开关及第六开关设定为关闭,且设 定该第四开关及第五开关开启;当量测均方根値在 0.1V~1V之电压时,该数位信号处理模组将该第三开 关及第五开关设定为关闭,且将该第二开关、第四 开关及第六开关开启;当量测均方根値在1V~10V之电 压时,该数位信号处理模组将该第四开关设定为关 闭,且将该第二开关、第三开关、第五开关及第六 开关开启;当量测均方根値在10V~100V之电压时,该数 位信号处理模组将该第三开关及第五开关设定为 关闭,且将第二开关、该第四开关及第六开关开启 ;当量测均方根値在100V~750V之电压时,该数位信号 处理模组将该第四开关设定为关闭,且将该第二开 关、第三开关、第五开关及第六开关开启。 7.依据申请专利范围第5项所述之电压量测装置,其 中,该放大电路之第一放大单元包括一第十四电阻 、一第十五电阻、一第十六电阻及一第二运算放 大器,该第十四电阻之一端与该第二开关、该第二 运算放大器之正相输入端电性连接,该第十四电阻 之另一端为接地,该第十五电阻跨接于接地电压与 该第二运算放大器之反相输入端之间,该第十六电 阻跨接于该第二运算放大器之反相输入端与输出 端之间,该第二运算放大器之输出端与该第六开关 电性连接并输出该第二信号。 8.依据申请专利范围第5项所述之电压量测装置,其 中,该放大电路之该第二放大单元包括一第十七电 阻、一第十八电阻、一第十九电阻及一第三运算 放大器,该第三运算放大器之正相输入端与该第五 开关及该第六开关电性连接,该第十七电阻跨接于 接地电位与该第三运算放大器之正相输入端之间, 该第十八电阻跨接于接地电位与该第三运算放大 器之反相输入端之间,该第十九电阻跨接于该第三 运算放大器之反相输入端与输出端之间,该第三运 算放大器之输出端可输出该第二信号,并与该第三 开关电性连接。 9.依据申请专利范围第5项所述之电压量测装置,其 中,该放大电路之该缓冲单元包括一第四运算放大 器、一第十电容、一第十一电容、一第二十一电 阻及一第二十电阻,该第十一电容之一端、该第四 运算放大器之正相输入端及该第二十电阻之一端 电性连接,该第十一电容之另一端与该第四开关及 该第三开关电性连接,而该第四运算放大器之反相 输入端与其输出端、该第二十一电阻之一端电性 连接,该第二十电阻之另一端为接地电压,该第二 十一电阻之另一端即为该第一输出端,而该第十电 容跨接于该第二十一电阻之两端。 10.依据申请专利范围第2项所述之电压量测装置, 其中,该交流滤波模组之平坦度调整电路包括一第 五运算放大器、一第八电容、一第八电阻、一第 九电阻、一加法单元及一电压控制可变电阻单元, 该加法单元与该补偿电路电性连接且接收该补偿 信号,该加法单元可调整该补偿信号之直流电压位 准后成为一阻抗调整信号,该第五运算放大器之正 相输入端接收该修正信号,而反相输入端与该第九 电阻之一端电性连接,且输出端输出该校准信号, 该第八电容及该第八电阻跨接于该第五运算放大 器之反相输入端与输出端间,该第九电阻之另一端 与该电压控制可变电阻单元之第一端电性连接,该 电压控制可变电阻单元之第二端与该加法单元电 性连接且接收该阻抗调整信号,而其第三端为接地 电压,该电压控制可变电阻单元之第一端与第三端 间的电阻値可藉由改变其第二端上阻抗调整信号 之电压来调整。 11.依据申请专利范围第10项所述之电压量测装置, 其中,该平坦度调整电路之加法单元包括一第六运 算放大器、一第九电容、一第十电阻、一第十一 电阻、一第十二电阻及一第十三电阻,该第六运算 放大器之正相输入端与该第十三电阻之一端及第 十二电阻之一端电性连接,而其反相输入端与该第 十一电阻之一端、该第十电阻之一端电性连接,且 其输出端输出该阻抗调整信号,并与该第十电阻之 另一端电性连接,该第十三电阻之另一端为接地电 压,该第十二电阻之另一端耦合至一电压源,该第 九电容跨接于该第十电阻之两端,该第十一电阻之 另一端接收该补偿信号。 12.依据申请专利范围第10项所述之电压量测装置, 其中,该平坦度调整电路之电压控制可变电阻单元 是一N型场效电晶体,该场效电晶体之源极接地,且 其闸极接收该阻抗调整信号,而其汲极与该第九电 阻电性连接。 13.依据申请专利范围第2项所述之电压量测装置, 其中,该交流滤波电路之补偿电路包括一第七运算 放大器、一第十二电容、一第十三电容、一第十 四电容、一第二十二电阻、一第二十三电阻及一 第二十四电阻,该第二十三电阻之一端与该第十四 电容之一端及该第二十四电阻之一端电性连接,且 另一端与该第十二电容之一端及该第二十二电阻 之一端电性连接,该第二十四电阻之另一端接收该 脉冲宽度调变信号,该第十四电容之另一端为接地 ,该第十二电容之另一端与该第七运算放大器之反 相输入端及输出端电性连接,该第二十二电阻之另 一端与该第七运算放大器之正相输入端、该第十 三电容之一端电性连接,该第十三电容之另一端为 接地电压。 图式简单说明: 图1是一习知电压量测装置之简化电路图,说明一 交流滤波模组之电路; 图2是一该习知电压量测装置之交流滤波模组之波 德图,说明该交流滤波模组之频宽不及300KHz; 图3是本发明电压量测装置之方块图; 图4是一交流滤波模组之详细电路图; 图5是一未接收一校准信号之一交流滤波模组的波 德图,说明一极点频率之增益値较大;及 图6是一经过该校准信号修正增益値之该交流滤波 模组的波德图。 |
