隨著我國(guó)電網(wǎng)的逐步發(fā)展，如何保證優(yōu)良的電能質(zhì)量成為一項(xiàng)重要的工作。電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)參數(shù)的變化，故可為改善電網(wǎng)電能質(zhì)量提供實(shí)際依據(jù)。

傳統(tǒng)的監(jiān)控裝置對(duì)目前一些高頻的復(fù)雜暫態(tài)量的采集與處理還相對(duì)困難，所以研制一種高速的、處理能力強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)有著重要的意義。為此，本文以tms320f2812型dsp為控制核心設(shè)計(jì)了一種電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。

tms320f2812是ti公司生產(chǎn)的32位定點(diǎn)dsp，它采用1.8 v的內(nèi)核電壓，具有3.3 v的外圍接口電壓，最高頻率150 mhz，片內(nèi)有18k字的ram。由于在通常情況下，采集系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換器件的性能決定著系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。所以本設(shè)計(jì)選用ti公司的ads8364作為ad轉(zhuǎn)換模塊。ads8364的最高頻率為5 mhz，對(duì)應(yīng)采樣頻率250khz，可以滿(mǎn)足本采集系統(tǒng)的要求。

1 ads8364的主要特性

ads8364是一種高速、低功耗、6通道同步采樣轉(zhuǎn)換器件，它是16位高速并行接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。每片ads8364由3個(gè)轉(zhuǎn)換速率為250 ksps的adc構(gòu)成，每個(gè)adc有2個(gè)模擬輸入通道，每個(gè)通道都帶有采樣保持器，3個(gè)adc可組成3對(duì)模擬輸入，可對(duì)其中的輸人信號(hào)同時(shí)采樣保持。另外，引腳內(nèi)部還帶有2.5 v電壓接口，可用以提供基準(zhǔn)電壓。由于6個(gè)通道可以同時(shí)采樣，因而很適合用于需同時(shí)采集多種信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)合。圖1所示是ads8364的管腳排列圖。

ads8364的6個(gè)模擬輸入通道可分為三組，分別為a、b和c組。每組都有一個(gè)保持信號(hào)(分別為holda、ef和holdc)，以用于啟動(dòng)各組的a／d轉(zhuǎn)換。6個(gè)通道可以進(jìn)行同步并行采樣和轉(zhuǎn)換。當(dāng)ads8364的holdx保持20 ns的低電平后，開(kāi)始轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入輸出寄存器后，引腳ef的輸出將保持半個(gè)時(shí)鐘周期的低電平，以提示數(shù)據(jù)分析處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)換結(jié)果的接收，處理器通過(guò)置rd和cs為低電平可使數(shù)據(jù)通過(guò)并行輸出總線讀出。圖2所示為ads8364的工作時(shí)序。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，并具有足夠的抗干擾能力。裝置的信號(hào)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換由ad模塊和dsp來(lái)完成。待測(cè)線路上的信號(hào)先分別經(jīng)過(guò)變壓和信號(hào)調(diào)理，以使其變?yōu)檫m合采樣的信號(hào)，再進(jìn)入采樣模塊。采樣模塊要對(duì)高速交變模擬信號(hào)進(jìn)行采集，因此，本設(shè)計(jì)選用ti公司的高精度ads8364為ad轉(zhuǎn)換芯片，并以tms320f2812型dsp為控制核心，被測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理和同步采樣后再進(jìn)人數(shù)據(jù)處理單元。其采樣原理如圖3所示。

模擬通道輸入采用差分輸入方式來(lái)減少共模干擾，并采用電壓基準(zhǔn)芯片ad780來(lái)提供2.5 v的電壓基準(zhǔn)。其電路圖如圖4所示。

由于電力系統(tǒng)中的電壓電流信號(hào)一般不能直接送到a／d器件的輸入端進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而要先經(jīng)過(guò)降壓和信號(hào)調(diào)理等預(yù)處理。因此，本設(shè)計(jì)采用sct254fk精密電流互感器來(lái)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。其額定輸入電流為5 a，額定輸出電流為2.5 ma。信號(hào)調(diào)理電路如圖5所示。圖中，調(diào)整反饋電阻r1和r2的值可得到所需要的電壓輸出。電容c2及可調(diào)電阻r3是用來(lái)補(bǔ)償相移的。電容c3和c4是400～1000 pf的小電容，主要用以去耦和濾波。兩個(gè)反接的二極管d1和d2用以保護(hù)運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器視精度要求而定，本文使用精度和穩(wěn)定性都比較好的op07。

ad的啟動(dòng)信號(hào)由dsp的時(shí)鐘輸出通過(guò)cpld給出，同時(shí)，cpld還將譯碼ad的片內(nèi)寄存器地址，以將ad轉(zhuǎn)換結(jié)果直接映射到dsp的內(nèi)存空間。ad轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)經(jīng)過(guò)cpld與dsp的外部中斷引腳相連，可用于通知dsp讀取ad轉(zhuǎn)換結(jié)果。

本設(shè)計(jì)中，ads8364采用的是4 mhz時(shí)鐘。每通道的轉(zhuǎn)換速率最大可達(dá)200 ksps。將ad的地址線接到tms320f2812的地址線，可在a0接數(shù)字地，而a2和a1接vcc時(shí)，使ads8364進(jìn)入周期模式。在這個(gè)模式中，轉(zhuǎn)換器可自動(dòng)對(duì)六個(gè)通道進(jìn)行采樣，并可將數(shù)據(jù)以a0、a1、b0、b1、c0、c1的順序?qū)?yīng)傳送到輸出端。ads8364與dsp的接口電路如圖6所示。

引言 隨著我國(guó)電網(wǎng)的逐步發(fā)展，如何保證優(yōu)良的電能質(zhì)量成為一項(xiàng)重要的工作。電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)參數(shù)的變化，故可為改善電網(wǎng)電能質(zhì)量提供實(shí)際依據(jù)。 傳統(tǒng)的監(jiān)控裝置對(duì)目前一些高頻的復(fù)雜暫態(tài)量的采集與處理還相對(duì)困難，所以研制一種高速的、處理能力強(qiáng)大的監(jiān)控系統(tǒng)有著重要的意義。為此，本文以tms320f2812型dsp為控制核心設(shè)計(jì)了一種電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。 tms320f2812是ti公司生產(chǎn)的32位定點(diǎn)dsp，它采用1.8 v的內(nèi)核電壓，具有3.3 v的外圍接口電壓，最高頻率150 mhz，片內(nèi)有18k字的ram。由于在通常情況下，采集系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換器件的性能決定著系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。所以本設(shè)計(jì)選用ti公司的ads8364作為ad轉(zhuǎn)換模塊。ads8364的最高頻率為5 mhz，對(duì)應(yīng)采樣頻率250khz，可以滿(mǎn)足本采集系統(tǒng)的要求。 1 ads8364的主要特性 ads8364是一種高速、低功耗、6通道同步采樣轉(zhuǎn)換器件，它是16位高速并行接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。每片ads8364由3個(gè)轉(zhuǎn)換速率為250 ksps的adc構(gòu)成，每個(gè)adc有2個(gè)模擬輸入通道，每個(gè)通道都帶有采樣保持器，3個(gè)adc可組成3對(duì)模擬輸入，可對(duì)其中的輸人信號(hào)同時(shí)采樣保持。另外，引腳內(nèi)部還帶有2.5 v電壓接口，可用以提供基準(zhǔn)電壓。由于6個(gè)通道可以同時(shí)采樣，因而很適合用于需同時(shí)采集多種信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)合。圖1所示是ads8364的管腳排列圖。 ads8364的6個(gè)模擬輸入通道可分為三組，分別為a、b和c組。每組都有一個(gè)保持信號(hào)(分別為holda、ef和holdc)，以用于啟動(dòng)各組的a／d轉(zhuǎn)換。6個(gè)通道可以進(jìn)行同步并行采樣和轉(zhuǎn)換。當(dāng)ads8364的holdx保持20 ns的低電平后，開(kāi)始轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入輸出寄存器后，引腳ef的輸出將保持半個(gè)時(shí)鐘周期的低電平，以提示數(shù)據(jù)分析處理器進(jìn)行轉(zhuǎn)換結(jié)果的接收，處理器通過(guò)置rd和cs為低電平可使數(shù)據(jù)通過(guò)并行輸出總線讀出。圖2所示為ads8364的工作時(shí)序。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，并具有足夠的抗干擾能力。裝置的信號(hào)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換由ad模塊和dsp來(lái)完成。待測(cè)線路上的信號(hào)先分別經(jīng)過(guò)變壓和信號(hào)調(diào)理，以使其變?yōu)檫m合采樣的信號(hào)，再進(jìn)入采樣模塊。采樣模塊要對(duì)高速交變模擬信號(hào)進(jìn)行采集，因此，本設(shè)計(jì)選用ti公司的高精度ads8364為ad轉(zhuǎn)換芯片，并以tms320f2812型dsp為控制核心，被測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理和同步采樣后再進(jìn)人數(shù)據(jù)處理單元。其采樣原理如圖3所示。 模擬通道輸入采用差分輸入方式來(lái)減少共模干擾，并采用電壓基準(zhǔn)芯片ad780來(lái)提供2.5 v的電壓基準(zhǔn)。其電路圖如圖4所示。 由于電力系統(tǒng)中的電壓電流信號(hào)一般不能直接送到a／d器件的輸入端進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而要先經(jīng)過(guò)降壓和信號(hào)調(diào)理等預(yù)處理。因此，本設(shè)計(jì)采用sct254fk精密電流互感器來(lái)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。其額定輸入電流為5 a，額定輸出電流為2.5 ma。信號(hào)調(diào)理電路如圖5所示。圖中，調(diào)整反饋電阻r1和r2的值可得到所需要的電壓輸出。電容c2及可調(diào)電阻r3是用來(lái)補(bǔ)償相移的。電容c3和c4是400～1000 pf的小電容，主要用以去耦和濾波。兩個(gè)反接的二極管d1和d2用以保護(hù)運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器視精度要求而定，本文使用精度和穩(wěn)定性都比較好的op07。 ad的啟動(dòng)信號(hào)由dsp的時(shí)鐘輸出通過(guò)cpld給出，同時(shí)，cpld還將譯碼ad的片內(nèi)寄存器地址，以將ad轉(zhuǎn)換結(jié)果直接映射到dsp的內(nèi)存空間。ad轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)經(jīng)過(guò)cpld與dsp的外部中斷引腳相連，可用于通知dsp讀取ad轉(zhuǎn)換結(jié)果。 本設(shè)計(jì)中，ads8364采用的是4 mhz時(shí)鐘。每通道的轉(zhuǎn)換速率最大可達(dá)200 ksps。將ad的地址線接到tms320f2812的地址線，可在a0接數(shù)字地，而a2和a1接vcc時(shí)，使ads8364進(jìn)入周期模式。在這個(gè)模式中，轉(zhuǎn)換器可自動(dòng)對(duì)六個(gè)通道進(jìn)行采樣，并可將數(shù)據(jù)以a0、a1、b0、b1、c0、c1的順序?qū)?yīng)傳送到輸出端。ads8364與dsp的接口電路如圖6所示。 上一篇：Hittite新推出3款寬帶壓控振蕩器 上一篇：超低輸入電壓升壓電路解決方案 相關(guān)技術(shù)資料 8-9MPS 啟動(dòng)器開(kāi)發(fā)板/評(píng)估套件（EVKT/PKT） 8-912V、6A 四路降壓電源管理 IC 8-9數(shù)字恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式（COT） 8-9​同步降壓PWM DC-DC線性電源控制器應(yīng)用簡(jiǎn)述 8-9​ ADC 技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用需求之間關(guān)系探究 8-9​反激變換器傳導(dǎo)和輻射電磁干擾分析和抑制技術(shù) 8-8​電磁與聲學(xué)結(jié)合混合濾波技術(shù)（Hybrid）功能解析 8-8​超高性能芯片式電磁濾波技術(shù)（SPD）應(yīng)用詳解 8-8紫、藍(lán)、綠光激光二極管​工藝封測(cè) 8-8​SPICE模型ROHM Level 1（L1）參數(shù)​應(yīng) 8-8​高性能碳化硅（SiC）MOS功率模塊應(yīng)用探究 8-8​新一代光纖通信的光收發(fā)器接收器芯片 相關(guān)IC型號(hào) 熱門(mén)點(diǎn)擊 昂寶IIC發(fā)布多款CCFL逆變控制、AC/D 昂寶AC/DC各系列綠色電源解決方案覆蓋30 高速AD轉(zhuǎn)換器ADS8364在電能質(zhì)量監(jiān)控系 UC3842不工作咋辦 DAC121S101:新型12位DAC DS33Z11--以太網(wǎng)LAN到非成幀T1/ L波段和S波段脈沖雷達(dá)的功率模塊新產(chǎn)品 用PCI熱插拔功率IC驅(qū)動(dòng)PCI Expre 在電源電路中使用寬帶運(yùn)算放大器 凹凸電子為筆記本電腦定制電池計(jì)量芯片   推薦技術(shù)資料 Seeed Studio     Seeed Studio紿我們的印象總是和繪畫(huà)脫離不了... [詳細(xì)] MPS 啟動(dòng)器開(kāi)發(fā)板/評(píng)估套件（EVKT/P 12V、6A 四路降壓電源管理 IC 數(shù)字恒定導(dǎo)通時(shí)間控制模式（COT） ​同步降壓PWM DC-DC線性 ​ ADC 技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用需求之 ​反激變換器傳導(dǎo)和輻射電磁干擾分 多媒體協(xié)處理器SM501在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用 基于IEEE802.11b的EPA溫度變送器 QUICCEngine新引擎推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)革新 SoC面世八年后的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇 MPC8xx系列處理器的嵌入式系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) dsPIC及其在交流變頻調(diào)速中的應(yīng)用研究 版權(quán)所有:51dzw.COM 深圳服務(wù)熱線：13751165337  13692101218 粵ICP備09112631號(hào)-6(miitbeian.gov.cn) 公網(wǎng)安備44030402000607 深圳市碧威特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 付款方式 把51電子網(wǎng)設(shè)為首頁(yè)      把51電子網(wǎng)加入收藏夾      給51電子網(wǎng)投訴建議 關(guān)于我們| 會(huì)員收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)| 廣告服務(wù)| 招賢納士| 付款方式| 友情鏈接| 網(wǎng)站地圖| 聯(lián)系我們| 免責(zé)聲明| 庫(kù)存上載：service@51dzw.com 　　 版權(quán)所有:51dzw.COM 粵ICP備09112631號(hào)-6(miitbeian.gov.cn) 服務(wù)熱線(深圳)：13751165337 13692101218 傳真：0755-83035052 投訴電話:0755-83030533  復(fù)制成功！