ADS8344在电子式互感器高压侧数据处理

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:448

摘要：电子式互感器是一种利用现代数字处理和光纤通信技术来实现电力系统电压、电流测量和保护的新型互感器装置。ads8344是ti公司生产的８通道、16位、高精度、低功耗a/d转换芯片。tms320lc545是ti公司生产的16位、低功耗、高速dsp芯片。文中介绍了ads8344的主要特点，给出了其在电子式互感器高压侧数据处理系统中与tms320lc545的接口设计。

关键词：ads8344；电子式互感器；数据处理；tms320lc545

互感器主要用于电力系统基本参数的测量，同时为电力系统的计量、保护与监控单元提供信号。随着电力系统输电容量的增长和电网电压等级的提高，基于电磁式原理的传统互感器渐渐不能满足电力系统飞速发展的需要，呈现出一系列自身难以克服的缺陷。随着信息技术和计算机技术的高速发展，数字信号处理技术已逐渐成为一门主流技术，并在许多领域得到广泛应用。再加上光纤通信技术和传感技术的日趋成熟完善，使得研制新型的电力互感器成为可能。本文介绍的电子式互感器是运用ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈测量电流利用电容分压原理测量电压，采用高速低耗ａ／ｄ芯片和ｄｓｐ处理器完成高压侧数据的实时处理，再经ｅ／ｏ变换，以光纤作为信号传输媒质，把高压侧转换的脉冲信号传输到低压侧进行测量保护的混合型电子式光电组合互感器。

１电子式互感器高压侧数据处理系统

电子式互感器高压侧数据处理系统主要由信号预处理、ａ／ｄ转换、ｄｓｐ主控和ｅ／ｏ转换四部分组成。信号预处理部分接收各种传感头测量的模拟信号并对其进行一些预处理。比如：ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈感应的电动势需经一积分器变换成与一次电流同相位成正比的电压信号；传感头测量的模拟信号必须经过调压，且要考虑一定的裕度，使其符合ａ／ｄ芯片模拟通道的允许输入范围。ａ／ｄ转换部分主要是在ｄｓｐ主控芯片的控制下实时将模拟信号变换成数字信号。ｅ／ｏ转换部分是将数字信号经过调制变成光脉冲信号，然后由光纤传输到低压侧。

２ａｄｓ８３４４的主要特点

２．１ａｄｓ８３４４的结构特点

ａｄｓ８３４４是一个高速、低功耗、１６位逐次逼近型ａｄｃ，采用２．７ｖ至５ｖ单电源供电，最大采样速率为１００ｋｈｚ，信噪比达８４ｄｂ带有串行接口，它包含８个单端模拟输入通道（ｃｈ０～ｃｈ７）也可合成为４个差分输入。１００ｋｈｚ时的典型功耗为１０ｍｖ。参考电压ｖｒｅｆ的范围从５００ｍｖ到ｖｃｃ，相应的每个模拟通道的输入从０ｖ到ｖｒｅｆ。自带采样／保持功能，采用２０引脚ｑｓｄｐ封装或２０引脚ｓｓｏｐ封装，工作温度范围为－４０℃～＋８５℃。该芯片适合应用在电池供电系统（如个人数字助理、移动通信）和测试装置中。
ａｄｓ８３４４主要由多路转换开关、采样／保持器、参考电压、ａ／ｄ转换器、比较器、控制逻辑电路和逐次逼近寄存器（ｓａｒ）等部分组成，其内部结构原理如图１所示。

２．２ａｄｓ８３４４的引脚排列及说明

ａｄｓ８３４４的引脚排列如图２所示，各引脚说明如下：

ｃｈ０～ｃｈ７：模拟输入通道的输入端，８个单端模拟输入通道可合用为双端差分输入，所有通道的输入范围从０ｖ到＋ｖｒｅｆ，未用的输入通道应接ｇｎｄ以避免噪声输入。

ｃｏｍ：模拟输入的参考地，单端输入通道的零地位点，直接接地或接地电位参考点。

ｓｈｄｎ：掉电控制位，当为低时，芯片切换到低功耗掉电模式。

＋ｖｃｃ：电源输入端，范围为＋２．７ｖ～＋５ｖ。

ｄｏｕｔ：串行数据输出端，在ｄｃｌｋ的下降沿时数据输出，当ｃｓ为高时，输出为高阻态。

ｄｉｎ：串行数据输入端，当ｃｓ为低时，数据在ｄｃｌｋ的上升沿被锁存。

ｄｃｌｋ：外部时钟输入端，该外部时钟决定了芯片的转换率（ｆｄｃｌｋ＝２４ｆｓａｍｐｌｅ）。

ｃｓ：片选端，为低电平时，选中该芯片。

ｇｎｄ：参考地。

ｖｒｅｆ：参考电源输入端。

ｂｕｓｙ：模数转换状态输出引脚。当进行模数转换时，该引脚输出低电平，当ｂｕｓｙ端产生一下降沿时，表示模数转换结束，数据输出有效。

２．３ａｄｓ８３４４的工作特点

ａｄｓ８３４４的控制寄存器是一个８位只写寄存器，数据从ｄｉｎ引脚输入，当微机读取完上次转换结果时，下一个转换通道的控制字