電測控dsp電能計量電路的製作方法

2023-09-20 17:59:20 1

專利名稱：電測控dsp電能計量電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電測控領域，具體的講，涉及一種電測控DSP電能計量電路。
背景技術：
電能計量是一種將電流、電壓、功率等電參數轉化為數位訊號的技術。傳統的電能計量採用感應式和機電式的電能表進行，計量誤差在0.5%-3%左右；20世紀90年代中期開始出現專用的電能計量晶片，但處理精度比較低，一般在12位以下；近年來隨著工藝和技術的不斷進步，國外廠商推出了新一代的電能計量晶片，主要採用了高精度ADC和數字DSP處理單元，極大地提高了電參數的採集精度。隨著國家日益重視節能環保，電測控類晶片的需求量越來越大，作為智能電錶專用晶片或電測控類SOC的核心技術，電測控DSP電能計量電路IP在國內目前處於不成熟的階段。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種電測控DSP電能計量電路，該電路採用數模混合工藝實現，可以完成瞬時電壓、瞬時電流、IRMS、VRMS、瞬時功率、有功功率、無功功率的計算，並可以在不同工藝上移植，能夠滿足電測控領域電能計量的要求。為了達到以上目的，本實用新型所採用的技術方案是:該電測控DSP電能計量電路，包括DSP單元、高精度電壓基準源、4階SAADC轉換器、2階SAADC轉換器、可編程增益放大器PGAl和可編程增益放大器PGA2，其特徵在於:所述可編程增益放大器PGAl的電壓輸出端連接所述4階Σ AADC轉換器的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGAl為4階Σ AADC轉換器提供轉換電壓；所述可編程增益放大器PGA2的電壓輸出端連接所述2階Σ AADC轉換器的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGA2為2階Σ AADC轉換器提供轉換電壓；所述4階Σ AADC轉換器的參考電壓輸入端和所述2階Σ AADC轉換器的參考電壓輸入端都連接所述高精度電壓基準源的參考電壓輸出端；所述4階Σ AADC轉換器的轉換結果輸出端和所述2階Σ AADC轉換器的轉換結果輸出端分別連接所述DSP單元的兩路數據輸入端，4階Σ Λ ADC轉換器為DSP單元提供電流通道的AD轉換數據，2階Σ Λ ADC轉換器為DSP單元提供電壓通道的AD轉換數據。本實用新型的有益效果是:與現有技術相比，本電路測量精度高，該電路採用數模混合工藝實現，可以完成瞬時電壓、瞬時電流、IRMS、VRMS、瞬時功率、有功功率、無功功率的計算，可以以硬IP核的形式提供，也可以根據不同工藝進行移植，能夠廣泛應用於電計量及電測控等領域。

圖1為本實用新型電路結構框圖。圖中:1、DSP單元；2、高精度電壓基準源；3、4階Σ AADC轉換器；4、2階Σ AADC轉換器；5、可編程增益放大器PGAl ;6、可編程增益放大器PGA2。
具體實施方式
參照附圖1製作本實用新型，該電測控DSP電能計量電路，包括DSP單元1、高精度電壓基準源2、4階Σ AADC轉換器3、2階Σ Λ ADC轉換器4、可編程增益放大器PGAl 5和可編程增益放大器PGA2 6，其特徵在於:所述可編程增益放大器PGAl 5的電壓輸出端連接所述4階Σ Λ ADC轉換器3的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGAl 5為4階Σ AADC轉換器3提供轉換電壓；所述可編程增益放大器PGA2 6的電壓輸出端連接所述2階Σ AADC轉換器4的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGA2 6為2階Σ AADC轉換器4提供轉換電壓；所述4階Σ AADC轉換器3的參考電壓輸入端和所述2階Σ AADC轉換器4的參考電壓輸入端都連接所述高精度電壓基準源2的參考電壓輸出端；所述4階Σ Λ ADC轉換器
3的轉換結果輸出端和所述2階Σ AADC轉換器4的轉換結果輸出端分別連接所述DSP單元I的兩路數據輸入端，4階Σ Λ ADC轉換器3為DSP單元I提供電流通道的AD轉換數據，2階Σ AADC轉換器4為DSP單元I提供電壓通道的AD轉換數據。所述可編程增益放大器PGAl 5用於外部電流通道信號並提供可編程增益；所述可編程增益放大器PGA2 6用於外部電壓通道信號並提供可編程增益；所述4階Σ AADC轉換器3用於將可編程增益放大器PGAl 5輸出的電壓信號進行模擬數字轉換，輸出給DSP單元I ;所述2階Σ Λ ADC轉換器4用於將可編程增益放大器PGA2 6輸出的電壓信號進行模擬數字轉換，輸出給DSP單元I ;所述高精度電壓基準源2用於提供所述4階Σ AADC轉換器3和所述2階Σ AADC轉換器4工作所需的基準電壓；所述DSP單元I用於接收所述4階Σ AADC轉換器3和所述2階Σ AADC轉換器4轉換結果，並進行電參數的計算。
權利要求1.電測控DSP電能計量電路，包括DSP單元(I)、高精度電壓基準源(2)、4階SAADC轉換器(3)、2階Σ AADC轉換器(4)、可編程增益放大器PGA1(5)和可編程增益放大器PGA2(6)，其特徵在於:所述可編程增益放大器PGAl (5)的電壓輸出端連接所述4階Σ AADC轉換器(3)的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGAl (5)為4階Σ AADC轉換器(3)提供轉換電壓；所述可編程增益放大器PGA2 (6)的電壓輸出端連接所述2階SAADC轉換器(4)的轉換電壓輸入端，可編程增益放大器PGA2 (6)為2階Σ ΛADC轉換器(4)提供轉換電壓；所述4階Σ AADC轉換器(3)的參考電壓輸入端和所述2階Σ AADC轉換器(4)的參考電壓輸入端都連接所述高精度電壓基準源(2)的參考電壓輸出端；所述4階Σ AADC轉換器(3)的轉換結果輸出端和所述2階Σ AADC轉換器(4)的轉換結果輸出端分別連接所述DSP單元(I)的兩路數據輸入端，4階Σ Λ ADC轉換器(3 )為DSP單元(I)提供電流通道的AD轉換數據，2階Σ Λ ADC轉換器(4 )為DSP單元(I)提供電壓通道的AD轉換數據。
專利摘要本實用新型公開了電測控DSP電能計量電路，包括DSP單元、高精度電壓基準源、4階ΣΔADC轉換器、2階ΣΔADC轉換器、可編程增益放大器PGA1和可編程增益放大器PGA2，可編程增益放大器PGA1的電壓輸出端連接4階ΣΔADC轉換器的轉換電壓輸入端；可編程增益放大器PGA2的電壓輸出端連接2階ΣΔADC轉換器的轉換電壓輸入端；4階ΣΔADC轉換器和2階ΣΔADC轉換器的參考電壓輸入端連接高精度電壓基準源；4階ΣΔADC轉換器和2階ΣΔADC轉換器的轉換結果輸出端分別連接DSP單元。該電測控DSP電能計量電路，採用數模混合工藝實現，測量精度高，可廣泛應用於電計量及電測控等領域。
文檔編號G01R22/06GK202916341SQ201220573128
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者桑濤, 李萌, 單來成, 尚緒樹, 李啟龍, 宋金鳳, 顏雨 申請人:山東力創科技有限公司