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    电压通道有效值计算 图60显示了A相电压通道有效值信号计算的详细过程,这电压通道有效值信号是通过低通滤波器滤波后的信号,这电压通道的AD输出信号是可以通过改变VRMSGAIN[11:0] 寄存器的值线性改变±50% 来完成一个全面校准的 .这个VRMSGAIN 寄存器有效值计算比例是和当前的能量计算相同的.由于视在功率由产生电压电流有效值产生,这电压有效值存储在24位无符号寄存器(AVRMS, BVRMS, and CVRMS).中,这电压有效值256LSB大概等于电压波形采样的1LSB,这电压有效值测量的更新速率是CLKIN/12.. 模拟输入信号满量程的AC 0.5v时,低通滤波器产生一个接近全量程值的63%的输出代码,也就是±9,372d,在60HZ的时候,(see the Voltage Channel ADC section).,在VRMS register中这全量程的模拟有效值信号大概接近1,639,101 (1902BDh) .. 当输入从满量程下降到满量程的20%的时候, 测量值有效值的典型精度误差有0.5%,另外,测量有160HZ的带宽. 电压有效值偏移量的补偿 ADE7758的每相都有电压有效值偏移量的补偿,e (AVRMSOS, BVRMSOS, and CVRMSOS). .有一些12位的有符号的寄存器能够用来消除电压有效值计算的偏差,由于输入噪声和输入取样偏移的存在导致一种有效值计算误差,它应该在没加电压时这VRMS寄存器的内容不能维持在0时被校准.这是由从满量程的20%到满量程范围内电压有效值计算时的噪声信号导致的,1LSB的的电压有效值的偏移是和64LSB的voltage rms register.的值相同的.假定电压有效值计算的最大值是1,639,101d ,在满量程的输入情况下,1LSB的电压有效值的偏移为满量程1/10的测量误差的 0.042%,VRMS=VRMS0+VRMSOS*64.VRMS0是没有经过偏移修正的测量值. 电压有效值增益校正 每相电压通道的ADC增益能够通过voltage rms gain 寄存器 (AVRMSGAIN, BVRMSGAIN, and CVRMSGAIN). 的计算校正.这电压波形增益在通过低通滤波器之前是通过向12位voltage rms gain 寄存器写2的补码来校正的.下面的表达是怎么通过voltage gain register. 的内容来校正增益的. Content of VRMS register = Nominal RMS values without gain *(1+VRMSGAIN/212) ,例如,将7FFH写入voltage gain register中这ADC输出将线性升高50%.7FFh = 2047d, 2047/212= 0.5 .类似的,800h = –2047d (signed twos complement) ADC输出将线性降低50%. 电流有效值计算 图59详细的显示了每相电流通道有效值的信号处理过程.电流通道有效值是通过在电流通道波形取样模式下采样后被处理的.这电流通道的ADC有效值输出信号的校准是可以通过校正IGAIN寄存器来线性改变±50%的.应该注意这IGAIN校准也影响有功,无功和视在功率的测量.这电流有效值被储存在无符号24位的寄存器(AIRMS, BIRMS, and CIRMS). 中.这current rms 寄存器1LSB和电流波形采样的1LSB是相同的.这电流有效值测量的更新速率是CLKIN/12.. 满量程的模拟输入信号0.5V时,ADC产生的输出码接近±2,642,412d ,(see the Current Channel ADC section).一个满量程的60HZ的正弦信号的电流有效值是1,914,753 (1D3781h). . 当输入下降到满量程输入的1/500的时候,电流有效值的典型精度误差是0.2%.另外,测量带宽是14Khz. 电流有效值偏移补偿 ADE7758的每相AIRMSOS, BIRMSOS, and CIRMSOS).都有相同的电流偏移补偿,在电流有效值计算过程12位的有符号寄存器被用来校正偏差,由于直流信号积分i2t期间干扰信号的存在,有效值计算可能存在偏差.当没有电流的时候,偏移量的校准允许IRMS 寄存器的内容保持在0.current rms offset register 的1LSB等于current rms 寄存器的平方根是16,384 d,假设AC满量程输入电流有效值计算最大值是1,868,467d .在满量程的-60分贝的电流有效值的测量偏移误差是0.94%..关于校准电流测量有效值偏移的详细资料,请看校准部分. IRMS=√IRMS02-16384*IRMSOS. IRAMS0是没有偏移校正的有效值. 电压通道的采样 电压波形采样值也存在WFORM 寄存器,然而,在到达这个寄存器之前,ADC输出以260HZ的 截止频率通过一个单点的低通滤波器.图48给出了低通滤波器的大小和相反应.这滤波器有一个轻微的衰减.例如,线路上的频率是60HZ,低通滤波器的输出信号衰减3.575%..这波形采样是16位的,以2的补码方式来表示,数据范围是2748h (+10,056d) 到D8B8h (?10,056d). .数据在WFORM 寄存器被扩展成24位有符号的. 应该注意到,低通滤波器也影响有功,无功功率的计算.因为它仅仅被用于电压波形采样通道.然而,电压波形采样被用于有效值的计算和随后的视在功率的累加.WAVMODE register 的WAVSEL[2:0] bits 应该被设置成001 (binary) 开始电压波形的采样.PHSEL[1:0] bits控制采样电压是哪一相的电压,在波形采样模式下,靠改变Bit 5 and Bit 6 of the WAVMODE register 来选择四种输出采样率之一.这有用的输出采样率有26.0 kSPS, 13.5 kSPS, 6.5 kSPS, or 3.3 kSPS..靠设置interrupt mask register 的WSMP bit为逻辑1,当采样存在时,中断请求输出脚IRQ?变为有效的低电平.图39给出了这时序.以一次传送8个字节的速率传送24位的波形采样值,其中最高有效字节被首先移出.此数据被扩展成24位的带符号的数据.时序和电流通道的时序 相同. 电压通道ADC 图47给出了电压通道A相电压的ADC和信号处理.B,C相相同.关于有功和无功功率的测量,ADC输出 不通过滤波直接的通过多路选择器.这样,就避免;了采用更多的多路选择器,而且对测量精度不会有影响.在电压通道高通滤波器是不使用的,为了避免产生dc偏移.因为在电流通道单独的高通滤波器就可以足够的消除能量测量ADC偏移.然而,在电压有效值和视在功率计算时会有很大的ADC偏移. 电流通道采样 通过设置WAVSEL[2:0] bit in the WAVMODE register to 000 (binary). 电流通道以固定的采样率采样并将值存入WFORM register ,通过设置PHSEL[1:0] bits in the WAVMODE register.控制是哪一相的采样电流,在波形采样期间,能量计算仍保持在禁止中断状态. 在波形采样模式下,通过设置Bit 5 and Bit 6 of the WAVMODE register (DTRT[1:0]).选择四种输出采样率之一.四种采样率可以是26.0 kSPS, 13.0 kSPS, 6.5 kSPS, or 3.3 kSPS (see Table 17).通过设置 WSMP bit in the interrupt mask register 为逻辑1,当一种采样存在时,中断输出请求有效脚IRQ?为有效低电平,Figure39为它的时序.以一次传送8个字节的速率传送24位的波形采样值,其中最高有效字节被首先移出.在读reset status register 之前,中断线IRQ?一直保持低电平. CURRENT WAVEFORM GAIN REGISTERS 在每相电流信号通道的线路上,都有一个单独的多路选择器.通过向12位的带符号的current waveform gain registers (AIGAIN[11:0], BIGAIN[11:0], and CIGAIN[11:0]).写 2的补码电流波形可以被改变±50% .例如,7FF 被写入这些寄存器,ADC输出被线性增加50%,另一方面,如果0x800 被写入这些寄存器,ADC输出被线性减少50%.下面是关于 current waveform gain registers. 的数学函数表达式. 改变AIGAIN[11:0], BIGAIN[11:0], or CIGAIN[11:0] 的内容,基于相关相的电流值的计算是会改变的 .也就是说,改变增益,它相关相的有功功率,无功功率,视在功率和电流有效值的计算一样也是会改变的.另外的,波形采样也是相应比例的. 电流通道ADC 图38给出了电压通道A相电压的ADC和信号处理.B,C相相同.在波形采样模式下,ADC以最大26.0 kSPS 的采样速率, 24位的带符号的2的补码的形式输出. ,在模拟输入信号是满量程0.5V时,ADC产生最大输出码.(see Figure 38). 这图表显示出了满量程的电压输入信号IAP和IAN之间不同值的模拟输入信号的情况.ADC输出在D7AE14h (?2,642,412) and 2851ECh (+2,642,412). 之间波动. 最大电流测量 ADE7758能够被编程用于记录最大电流波形值,如果电流超过设定值时,将会产生一个中断. 最大电流检测用IPEAK REGISTER 电流波形峰值在固定的数个半周期内被储存在IPEAK REGISTER .Figure 45 插图给出了最大电流检测的时序性态. 注意到IPEAK REGISTER 的内容等价于current waveform sample. 寄存器的14位到21位的值,在满刻度模拟信号输入时,current waveform sample I是2851EC (hex). ,因此,IPEAK的满量程输入的值是A1 (hex)..通过在PEAKSEL[2:4] bits in the MMODE register.同时设置多位为逻辑1,多相电流的最大值是可以同时检测的.这些位选择测量哪一相的电压,电流最大值.应注意到如果设置的多于一位,IPEAK和VPEAK寄存器可以监测不同的两相.也就是说,电流和电压最大值是分别处理的.(see the Peak Current Detection section).应注意到这半个周期的数量是基于电压通道过零点的 .The ZXSEL[2:0] bits in the LCYCMODE register 被用于决定哪一个电压通道被用于过零点的检测.相同的信号也被用于全周期功率计算模式是否有效.(see the Line Cycle Accumulation Mode Register (17h) section) 过流检测中断 注意到IPINTLVL[7:0] register 的内容是和current waveform sample. 的14位到21位相同的.因此,设置这个寄存器为A1(HEX),就设置了满量程的最大输入检测.Figure 46显示了电流越线事件,过流事件通过设置PKI flag (Bit 15) in the interrupt status REGISTER 来记录.. 如果 PKI enable bit 被设置为逻辑 1 in the interrupt mask register ,IRQ? 输出有效低电平., (see the ADE7758 Interrupts section). 类似的最大电流检测,多相的最大电流检测是有效的,若任意一相越线, PKI flag in the interrupt status register被设置..究竟是哪一相电流越线,通过 the PKIRQSEL[2:0] bits in the MMODE来判断.(see Table 16). 过零点检测 ADE7758每相电压通道都有过零点检测线路(VAN, VBN, or VCN).,Figure 49 显示出了来自于电压通道ADC输出信号过零点是怎样产生的. 对来自低通滤波器的输出信号产生过零点中断.低通滤波器有单点的260HZ的频率(CLKIN = 10 MHz).时.结果是在电压模拟输入通道和低通滤波器输出之间有一相是迟滞的.关于相滤波器的反应在电压通道采样段介绍.在电压输入过零点信号之间低通滤波器的电压迟滞反应大约一次1ms.,频率60hz..注意电压过零点信号被用于线循环计算模式,过零点中断和频率测量时.当一相从负到正时,在interrupt status register (Bit 9 to Bit 11) 的相应的标志is set to Logic 1..如果corresponding ZX bit in the interrupt mask register 被设置为逻辑1在IRQ?将出现有效低电平.注意,只有过零点从负到正时才会产生中断.当interrupt status register 读到一个复位信号时, interrupt status register 的标志复位为0.在nterrupt register ,每相都有它自己的中断标志 . 过零溢出 每个过零检测都有内部相关的溢出寄存器,(不需用户访问的),这是无符号16位的寄存器, 384/CLKIN seconds.分频,这寄存器能靠用户编程来复位.也就是说,zero-crossing timeout register (ZXTOUT[15:0], Address 1Bh), 在它相关联的输入上每次过零点都被检测.在相应的输入过零点被检测之前,如果内部寄存器变为0 The default value of ZXTOUT is FFFFh. 通过ZXTOUT[15:0].,指示出了在这一时刻没有过零点.在interrupt status register 相应相的ZXTOx检测通过switched on (Bit 9 to Bit 11)..设置.如果在interrupt mask register相应相的ZXTOx mask bit 被设置为逻辑1,IRQ?上也会出现有效低电.平.Figure 50显示出了A相电压在固定的CLKIN/384 * ZXTOUT[15:0] seconds.的 过零溢出检测机制. ADE7758串行口 ADE7758有一个串行口,ADE7758串口由四个信号组成:SCLK, DIN, DOUT, and CS.?.SCLK给串行数据提供一个时钟信号,这模拟输入有一个物理触发输入结构允许使用下降沿触发.串行数据传输工作和串行时钟同步.在时钟的下降沿DIN logic input 的数据移到ADE7758.在时钟的上升沿,数据从DOUT移出ADE7758.CS?是片选信号,当多台设备分享串行总线时,这信号被使用.在CS?的下降沿将复位串行接口,和使ADE7758处于通讯模式,CS?输入应驱动为低为了完整的数据传输工作,在数据传输期间,CS?变为高电平将使传输的数据失败,和使串行线处于高阻态.如果串行线上只有一台ADE7758,CS?信号可接收低电平,然而,在CS?约束为低的期间,所有的初始化数据传输工作必须是全部完成的.每个寄存器的LSB 必须被传送因为除了复位设备外没有任何操作可以使ADE7758处于通讯模式,也就是说,使用Bit 6 of the OPMODE[7:0] register, Address 13h.完成软件复位,这操作可通过片内寄存器完成.这些寄存器的数据能被校正或者由串口读出 ,在开始上电或者RESET?切换为低后, 中断允许寄存器 位0:AEHF . 12 0 0 —
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