一時分隔乘法器概述

　　時分割乘法器是很多電子式標準功率電能儀器的基本原理。日本橫河因首次研制成功基于電子時分割功率測量方法的標準功率電能表而名聲大噪，此后將這種表推向了世界各國而一舉獲得成功。
　　時分割乘法器當前主要是用于電功率和電能量的測量，而且主要是作工頻正弦波范圍的交流測量。由于時分割乘法器在所有模擬器中準確度最高，因此多用在電能計量儀器中。

二時分割乘法器原理

　　時分割乘法器作為模擬乘法器的一種，它的基本原理就是待測電壓和電流信號經(jīng)互感器轉(zhuǎn)換成交流電壓信號相乘后，然后以一定的時間間隔Δt進行分割，Δt很小以至于在此期間輸入電壓可以看作是直流，乘法器就在這所分割的每一t中作一次相乘得出運算結(jié)果，根據(jù)功率表達式p(t)=u(t)i(t),將u(t)和i(t)輸入到乘法器中相乘，得到一個與功率p成正比的模擬電壓E0，再將此電壓經(jīng)V-F轉(zhuǎn)換器變?yōu)轭l率，由頻率計在Δt內(nèi)計數(shù)N，由于Δt很小，可以看做是一瞬間，因此，乘法器輸出的結(jié)果就是瞬間乘積的平均值。

圖1　時分割乘法器原理框圖

三時分割乘法器特點

四時分割乘法器的典型應(yīng)用

　　由于乘法器主要應(yīng)用在工頻正選信號中，所以時分制乘法器在電能分析儀中應(yīng)用得非常廣泛，而且可以達到ppm級的精度。由時分割乘法器構(gòu)建的電能測試系統(tǒng)一般由電壓、電流互感器，電壓、電流放大器，時分割乘法器乘法器，電壓頻率轉(zhuǎn)換器，分頻器，A/D轉(zhuǎn)換器及其單片機等電路構(gòu)成。

圖２　基于時分割乘法器的測試系統(tǒng)原理圖

　　采用電壓、電流互感器實現(xiàn)一次回路的測量和被測電網(wǎng)的電氣隔離，并將二次電壓、電流信號調(diào)理至送入時分割乘法器的輸入范圍。信號經(jīng)放大后分別送入時分割乘法器和電壓、電流真有效值測量電路。時分割乘法器實現(xiàn)電壓和電流的乘法運算，輸出瞬時功率p(t)經(jīng)低通濾波器將功率電壓值轉(zhuǎn)化成與信號脈沖成正比的頻率信號。該頻率信號經(jīng)分頻器分頻送入單片機實現(xiàn)有功功率的計算顯示。而電壓、電流信號經(jīng)真有效值測量電路后，由A/D模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，送入單片機計算顯示。