高频交流信号采样电路设计

在做高频电源，经常涉及高频交流信号的采样，传统的采样电路如下图：

该电路适合电压采样也适合电流采样，图中的变压器，用于电压采样，则是变压器，用于电流采样，则是电流互感器，变压器与互感器可以认为是相反使用的，比如变压器一般用于降低电压，匝数比50：1，而互感器，则降低电流，匝数比1：50，互感器输出一般需要有闭合回路的终端，比如一个小电阻，这个读者自己调整。

对于电压采样来说，当原边输入电压太低，通过变压器降压后，因为整流二极管的压降存在，采样的电压会偏低，低电压下误差较大。对于电流采样来说，当原边电流电流较小时，因为二极管的存在，会引起相位误差。一代高频感应加热电源，需要自动锁定电压与电流的相位，实际使用中，不同功率下，相位波形存在偏动。因为引入了二极管，在低压低电流段引入误差，为了更好的解决二极管的问题，采用高速运放来处理，如下图：

这是利用单电源高速运放来获取半波电压或者电流，注意，必须要高速运放，一代高频电源工作在1MHz，为了获得比较好的相位，选用了100MHz的高速比较运放获取相位。很多时候变压器或者互感器，都是用小磁环做的，原边和副边都用漆包线绕制，然而因为很小的磁环，环形结构，漆包线多次反复绕制，很耗时间，并且很容易把漆包线的漆损伤，最后导致磁环短路，一般的操作方法往往是浸漆，或者灌环氧树脂，操作起来比较麻烦，当然也可以买专业做好的磁环。二代高频电源电压采样用的是50：2匝，目前发现有几个磁环因为短路烧坏了。这段时间看了一个英国的高频采样电路，如下图：

这个电路让我眼睛一亮，它是通过两颗大电阻和一个2：2匝低匝数的电流采样环来实现电压采样，这个不奇怪，因为220VAC 50Hz交流信号采样，我就是这么做的，属于比较传统，但是因为二代高频电源的采样变压器因为存在烧磁环现象，那么就需要采用这个电路了。因为电流互感器匝数比可以用2：2匝，这样就不存在漆包线损伤问题。此外它的输出电路设计的比较巧妙，通过两个二极管与两个电容实现采样，这个电路可以比较好的获得交流信号的峰值，二极管影响不大。多看别人的设计，多总结，可以让自己理解的更加深入。