基于DSP和高速A/D的电力系统多通道同步采样
1.2 A/D模数转换电路
模拟变换、信号调理及A/D转换构成整个A/D模数转换电路,此电路是整个采样系统的基础,它实现了电压互感器、电流互感器二次侧的信号隔离、变换适合于A/D采样的模拟输入信号,如图2所示。A/D转换器则将经过调理的模拟信号转换成DSP能够识别的对应的二进制数字信息。
互感器信号采用差分输入方式,这种输入方式抗干扰能力很强。其连接的原理图如图3所示。当±Vin输入最大为-2.5~2.5 V的交流信号,Vref使用+2.5 V的基准时,使得调理输出±Vout范围在0~5 V,该电路参数可以正好满足所选A/D芯片ADS8364的输入要求。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/150712.htm
A/D转换结束后产生一个中断信号EOC通知DSP读取数据,DSP通过地址选择相应A/D芯片及相关通道后,将16位数据读回。DSP以A/D转换器采集转换后的三相电压、三相电流实时数据作为计算基础。
1.3 DSP核心部分电路
DSP及其外围接口电路是整个系统的核心,它由32位浮点DSP、振荡器+锁相倍频器、电压监测及看门狗电路、片外SDRAM、片外Flash、片外铁电存储器等电路组成。如图4所示,电路实现了整个系统的上电复位、看门狗、电压检测以及扩展管理芯片对系统复位的功能。
外部的25 MHz振荡器通过倍频芯片和二进制计数器分别对DSP和AD转换器提供同步的150 MHz和3.125 MHz工作时钟。
DSP在上电复位以后,首先通过EDMA方式自动加载Flash前1 kB的Bootload程序,在该Bootload程序里写入后续加载程序的入口地址,即可实现应用程序的自动加载工作。之后对SDRAM进行自检,以避免SDRAM单元出错造成工作不正常或数据出错,同时SDRAM也是DSP存储A/D采样数据、进行数据运算输出的中间及最终结果、通信等数据缓存的场所。
FRAM可以实现在失电下保存数据,并且读写次数超过1012次,可以实现无延时写入。该FRAM通过DSP的McBSP接口相连,存储ADC每个模拟通道的DC偏移、精度修正的数据以及运行时的接线方式等参数。
DSP处理完成的数据,通过其内部集成的主机接口(HPI)与上位机进行数据交互,主机可以通过DMA或EDMA方式随机或整块地访问共享RAM7。
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