【導讀】PWM/PAM 乘法器的基本概念是單個周期內（非重疊）脈衝波形的平均值是脈衝麵積除以脈衝重複周期。每個矩形脈衝幅度與電壓成正比，寬度與電流成正比
，矩形的麵積與乘積成正比：電壓乘以電流。如果脈衝重複率遠高於被測頻率，則可以假設電壓和電流沒有變化 明顯地在脈衝波形的一個周期內。PWM/PAM 輸出後跟一個低通濾波器，以去除脈衝頻率及其諧波並恢複所需的平均值。

0Hz 電路中平均功率的測量（相當於 V RMS × I RMS × cos(?)）可ke以yi通tong過guo對dui電dian壓ya和he電dian流liu的de乘cheng積ji進jin行xing采cai樣yang並bing取qu平ping均jun值zhi來lai完wan成cheng。這zhe需xu要yao四si象xiang限xian乘cheng法fa
，因yin為wei瞬shun時shi電dian壓ya和he電dian流liu可ke能neng具ju有you相xiang反fan的de極ji性xing。它ta可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi實shi現xian，包bao括kuo模mo數shu (A/D) 轉(zhuan)換(huan)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)，或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)相(xiang)對(dui)昂(ang)貴(gui)的(de)模(mo)擬(ni)乘(cheng)法(fa)器(qi)芯(xin)片(pian)，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)或(huo)數(shu)字(zi)處(chu)理(li)。本(ben)設(she)計(ji)理(li)念(nian)提(ti)出(chu)了(le)第(di)三(san)種(zhong)方(fang)法(fa)。它(ta)使(shi)用(yong)廉(lian)價(jia)的(de)運(yun)算(suan)放(fang)大(da)器(qi)和(he)模(mo)擬(ni)開(kai)關(guan)來(lai)實(shi)現(xian)用(yong)作(zuo)四(si)象(xiang)限(xian)乘(cheng)法(fa)器(qi)的(de)脈(mai)衝(chong)寬(kuan)度(du)/脈衝幅度調製器 (PWM/PAM)。該電路可適用於許多不同的應用。

PWM/PAM 乘法器的基本概念是單個周期內（非重疊）脈衝波形的平均值是脈衝麵積除以脈衝重複周期。每個矩形脈衝幅度與電壓成正比
，寬度與電流成正比，矩形的麵積與乘積成正比：電壓乘以電流。如果脈衝重複率遠高於被測頻率，則可以假設電壓和電流沒有變化 明顯地在脈衝波形的一個周期內。PWM/PAM 輸出後跟一個低通濾波器，以去除脈衝頻率及其諧波並恢複所需的平均值。

該電路使用兩個變壓器：降壓變壓器 TR1 產生低電平電壓信號
，電流互感器 TR2 產生低電平電流信號，具有完全電流隔離。

圖 1  使用脈衝調製技術測量交流電源

運算放大器 IC1-A 用作比較器並生成頻率約為 6kHz 的相當線性的三角波形（圖 2 ）。這種過采樣（60Hz 信號頻率的 100 倍，或理論奈奎斯特速率的 50 倍）需要實現低於滿量程 1% 的誤差。三角波峰峰值振幅必須滿足兩個標準才能獲得可接受的線性響應。首先

，它必須大於或等於來自 T2 的交流電流峰峰值電壓，以便 100% 的 PWM 占空比成為可能。其次
，它必須至少比 ±V CC低 10% 。

圖2  IC1-B（-）輸入

運算放大器 IC1-B 配置為生成零基線雙極性方波（圖 3），其占空比由來自 T2 的電流信號的瞬時值決定。電容器 C2 需要獲得急劇的輸出電壓轉換。運算放大器應具有 10V/?s 或更高的轉換速率
，以產生方波 PWM 信號。當來自 T2 的電流信號的瞬時值為零時，IC1-B 輸出的占空比將為 50%。隨著電流信號從零增加到滿量程，占空比從 50% 增加到 100%。隨著電流信號從零減小到負滿量程，占空比從 50% 減小到 0%。

圖 3  IC1-B 輸出

運算放大器 IC2-A
、開關 IC3-A 和相關電阻器以放大器形式實現四象限乘法器（參考 1）
，增益為 +1（開關閉合）或 -1（開關打開）。開關由IC1-B輸出的PWM控製；當IC1-B的輸出為正時開關閉合
，當IC1-B的輸出為負時開關打開。IC2-A 的終輸出（圖 4）是 IC1-B 的 PWM 輸出的複製品（占空比與電流成正比），但振幅與電壓成正比。

 圖 4  IC2-A 輸出

IC2-B
， 電路的階段是一個低通濾波器，它可以去除 6kHz PWM 頻率及其諧波以及 60Hz 調製。它的輸出與 PWM 信號的平均值成正比，因此與平均 60Hz 功率成正比。

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