Использование I2C для такого девайса крайне неправильно, с точки зрения надежности-помехозащиты.
То что на силовой сети может "пролетать" что угодно ясно для всех.
Так вот, любая импульсная помеха абсолютно законно введет Ваш узел I2C в ступор.
Или как минимум собьет прием-передачу или исказит данные. Это определено схемой-логикой управления I2C с
открытым коллектором-стоком. Не расчитано ОНО для работы в условиях помех. Используйте SPI или USART с push-pull.

Я уже писал выше как. С помощью AD736. На вход подаётся переменное напряжение, на выходе получаем постоянное напряжение прямо пропорциональное действующему значению напряжения входного сигнала. Подавай на вход АЦП и измеряй. И никаких схемотехнических фокусов больше не нужно.

В общем все вполне даже работает, схему, естественно переделал для двуполярного питания ОУ и сместил рабочую точку "0" на половину диапазона АЦП.

Есть вопрос, не касающийся этого устройства, а более общий.
Если мне нужно узнать спектральный состав напряжения электрической сети, пусть 50Гц. Согласно ГОСТ 30804.4.30-2013 мерять нужно до 40-й гармоники. Ну пусть до 40-й гармоники. Значит, полоса исследуемого сигнала 2кГц.
Правильно ли я понимаю, что в этом случае понижать измеряемое напряжение для оценки с помощью трансформатора нельзя? Ведь сам трансформатор будет вносить гармонические искажения. Или же достаточно гарантировать, что полоса пропускания самого трансформатора должна превышать исследуемую полосу в несколько раз, и этого достаточно?