亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法
技术领域：
本发明涉及功率测量领域，尤其涉及一种用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法。
背景技术：
随着集成电路工艺水平的发展和芯片工作速度的不断提高，高速、高集成度和低功耗已成为集成电路的主要特点，这也使芯片内互连线之间的串扰成为决定电路性能的一个重要因素。串扰是指系统内部相邻两个电路之间的耦合干扰，由互连线间的耦合电容和耦合电感引起，它的影响主要体现在2个方面一是串扰噪声，另外一个是串扰延时。它们已经成为集成电路信号失真和逻辑错误的主要原因之一。目前，使用芯片进行多相功率测量时，易受到串扰噪声的干扰，例如用于电能计量的计量芯片，多使用模拟前端和数字信号处理来进行计量计算，由于同时测量三相功率，需要同时采样三路电流及三路电压用于计算功率(包括有功功率及无功功率)。电流电压的采样共采用6路模拟到数字转换器，这些模拟电路与后续数字电路集成被在一个芯片中，不可避免的存在模拟通道间的串扰。串扰噪声在测量小信号功率时尤为明显，信号串扰噪声造成的测量误差最大可达小信号功率测量值的O. 5%，从而造成小信号功率计算误差，如图1、图2和图3所不。其中，图1表不计量芯片内电路串扰物理层不意图，图中Insulator表示绝缘层；Substrate (ground)表示载板；图2表示计量芯片内电路串扰layout (布线)示意图，A、B、C表示三相；图3表示计量芯片内电路串扰模型示意图，Aggressor net A表示干扰连线A ;Victim net B表示受干扰连线B !Aggressor net C表示干扰连线C ;Driver表示前级驱动电路；Receiver表示后级接收电路。因此，解决小信号的计量误差具有非常高的研究价值。

发明内容
`
本发明提供一种相间串扰补偿方法，旨在芯片进行多相功率测量时，通过对每相功率测量进行小信号补偿，对多相功率测量进行一定数量的逆补偿，从而抵消由于串扰噪声带来的误差变化。实现上述目的的技术方案是—种用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，所述芯片通过多个单相通道，且一个单相通道采样一路电流信号和一路电压信号的形式，测量多相功率，所述相间串扰补偿方法包括对单相有功功率和单相无功功率进行补偿，对总有功功率和总无功功率进行逆补偿。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述相间串扰补偿方法包括下列步骤针对单相，即针对一个单相通道步骤SI，根据对应于单相通道的电流信号和电压信号，计算该单相通道的单相有功功率和单相无功功率；步骤S2，对步骤SI中所述单相有功功率和单相无功功率分别进行补偿，得到补偿后的单相有功功率和补偿后的单相无功功率；步骤S3，对步骤SI中所述电流信号和电压信号进行小信号检测，判断该电流信号和电压信号是否为小信号，若是，进入步骤S4 ;若否，进入步骤S5 ；步骤S4，选择所述补偿后的单相有功功率作为输出的单相有功功率，选择所述补偿后的单相无功功率作为输出的单相无功功率；进入步骤S6 ；步骤S5，选择步骤SI中所述单相有功功率作为输出的单相有功功率，选择步骤SI中所述单相无功功率作为输出的单相无功功率；进入步骤S6 ；针对多相，即针对多个单相通道步骤S6，有一个单相通道，就经历一次步骤SI S5 ;将得到的多个所述输出的单相有功功率相加，得到总有功功率，并对其进行逆补偿；将得到的多个所述输出的单相无功功率相加，得到总无功功率，并对其进行逆补偿。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，通过公式WATTS =单相有功功率+WATT0S，实现对单相有功功率的补偿，其中WATTS表示补偿后的单相有功功率，WATTOS表示有功功率失调校正；通过公式VARS =单相无功功率+VAR0S，实现对单相无功功率的补偿，其中VARS表示补偿后的单相无功功率，VAROS表示无功功率失调校正；通过公式FWATT = 总有功功率+FWATTOS*WATTFAT，实现总有功功率的逆补偿，其中=FWATT表示逆补偿后的总有功功率，FWATT0S表示逆补偿后的有功功率失调校正；WATTFAT表示有功逆补偿因数；通过公式FVAR =总无功功率+FVAR0S*VARFAT，实现总无功功率的逆补偿，其中FVAR表示逆补偿后的总无功功率，FVAROS表示逆补偿后的无功功率失调校正；VARFAT表示无功逆补偿因数。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述有功逆补偿因数和无功逆补偿因数根据多路电流信号和多路电压信号，计算得到。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述的有功功率失调校正、无功功率失调校正、逆补偿后的有功功率失调校正和逆补偿后的无功功率失调校正均通过寄存器配置。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述多相指两相
或者三相。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述芯片指电能计量芯片。上述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其中，所述步骤SI中，单相有功功率WATT=VIcoscp，单相无功功率VAR=VIsimp，其中V为电压信号的电压值；1为电流信号的电流值；φ表示电压和电流的相位差。本发明的有益效果是本发明通过对每相功率测量进行小信号补偿，对多相功率测量进行一定数量的逆补偿，从而抵消由于串扰噪声带来的误差变化，解决芯片中小信号容易受到串扰噪声影响，而造成功率计算误差的问题。同时，本发明实时性高，补偿方式灵活，易于实现，具有很高的应用价值。


图1是计量芯片内电路串扰物理层不意图；图2是计量芯片内电路串扰layout不意图；图3是计量芯片内电路串扰I旲型不意4是本发明中多相有功功率计算及补偿的示意图；图5是本发明中多相无功功率计算及补偿的示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。本发明的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，所述芯片通过多个单相通道测量多相功率，其中，一个单相通道采样一路电流信号和一路电压信号，测量对应的单相功率。一般，多相指两相或者三相。本实施例中，以电能计量芯片，通过三个单相通道测量三相功率为例请参阅图4和图5，此时，本发明的相间串扰补偿方法包括下列步骤针对单相，即针对一个单相通道，执行一次下列步骤SI S5 ;本实施例中，执行三次步骤SI S5，得到三个输出的单相有功功率AWATT、BffATT, CffATT,以及三个输出的单相无功功率 AVAR、BVAR、CVAR 步骤SI， 选择一个单相通道，根据对应于本次所选单相通道的电流信号和电压信号406 (phase A、phase B或者phase C)，计算该单相通道的单相有功功率WATT401和单相无功功率VAR501 ;其中，单相有功功率恥17=10<03( ，单相无功功率￥111=￥131卿，其中v为电压信号的电压值；1为电流信号的电流值；Φ表不电压和电流的相位差；步骤S2，对步骤SI中单相有功功率WATT401进行补偿，即通过公式WATTS =WATT+WATT0S，得到补偿后的单相有功功率WATTS (AWATTS、BffATTS或者CWATTS) 403，其中WATTOS (AWATT0S、BWATT0S或者CWATT0S)402表示有功功率失调校正，通过寄存器配置；对步骤SI中单相无功功率VAR501进行补偿，即通过公式VARS = VAR+VAR0S,得到补偿后的单相无功功率 VARS (AVARS,BVARS 或者 CVARS) 503，其中VAROS(AVAROS、BVAROS 或者 CVAR0S)502表示无功功率失调校正，通过寄存器配置；步骤S3,通过小信号检测单元(Small-signal detect) 405,对电流信号和电压信号406 (phase A、phase B或者phase C)进行小信号检测,判断该电流信号和电压信号406是否为小信号，若是，进入步骤S4 ;若否，进入步骤S5 ；步骤S4，通过有功多路选择器404，选择补偿后的单相有功功率WATTS (AWATTS、BffATTS或者CWATTS) 403作为输出的单相有功功率(AWATT、BWATT或者CWATT);通过无功多路选择器504，选择补偿后的单相无功功率VARS (AVARS,BVARS或者CVARS) 503作为输出的单相无功功率(AVAR、BVAR或者CVAR);直接进入步骤S6 ；步骤S5，通过有功多路选择器404，选择单相有功功率WATT401作为输出的单相有功功率(AWATT、BWATT或者CWATT);通过无功多路选择器504，选择单相无功功率VAR501作为输出的单相无功功率(AVAR、BVAR或者CVAR);进入步骤S6 ；
针对多相，即针对多个单相通道，本实施例中，针对三个单相通道步骤S6，有一个单相通道，就经历一次步骤SI S5，所以，将得到的三个输出的单相有功功率AWATT、BffATT和CWATT相加，得到总有功功率409，通过有功逆补偿单元(inverse compensation) 407对总有功功率409进行逆补偿,得到逆补偿后的总有功功率FWATT408，其中FWATT = (AWATT+BWATT+CWATT)+ (FWATTOS*WATTFAT)，FWATT0S410 表示逆补偿后的有功功率失调校正，通过寄存器配置；WATTFAT表示有功逆补偿因数，通过小信号检测单兀405检测三路电流信号和电压信号406phase A、phaseB和phase C,然后通过软件算法计算得到。将得到的三个输出的单相无功功率AVAR、BVAR和CVAR相加，得到总无功功率509,通过无功逆补偿单元(inverse compensation) 507对总无功功率509进行逆补偿,得到逆补偿后的总无功功率 FVAR508，其中FVAR = (AVAR+BVAR+CVAR) + (FVAR0S*VARFAT)，FVAR0S510表示逆补偿后的无功功率失调校正，通过寄存器配置；VARFAT表示无功逆补偿因数，通过小信号检测单元405检测三路电流信号和电压信号406phase A、phase B和phase C，然后通过软件算法计算得到。综上所述，本发明解决芯片中小信号容易受到串扰噪声影响，而造成功率计算误差的问题，具有实时性高，补偿方式灵活，易于实现等优点。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，所述芯片通过多个单相通道，且一个单相通道采样一路电流信号和一路电压信号的形式，测量多相功率，其特征在于，所述相间串扰补偿方法包括对单相有功功率和单相无功功率进行补偿，对总有功功率和总无功功率进行逆补偿。
2.根据权利要求1所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述相间串扰补偿方法包括下列步骤 针对单相，即针对一个单相通道 步骤SI，根据对应于单相通道的电流信号和电压信号，计算该单相通道的单相有功功率和单相无功功率； 步骤S2，对步骤SI中所述单相有功功率和单相无功功率分别进行补偿，得到补偿后的单相有功功率和补偿后的单相无功功率； 步骤S3，对步骤SI中所述电流信号和电压信号进行小信号检测，判断该电流信号和电压信号是否为小信号，若是，进入步骤S4 ;若否，进入步骤S5 ； 步骤S4，选择所述补偿后的单相有功功率作为输出的单相有功功率，选择所述补偿后的单相无功功率作为输出的单相无功功率；进入步骤S6 ； 步骤S5，选择步骤SI中所述单相有功功率作为输出的单相有功功率，选择步骤SI中所述单相无功功率作为输出的单相无功功率；进入步骤S6 ； 针对多相，即针对多个单相通道 步骤S6，有一个单相通道，就经历一次步骤SI S5 ;将得到的多个所述输出的单相有功功率相加，得到总有功功率，并对其进行逆补偿；将得到的多个所述输出的单相无功功率相加，得到总无功功率，并对其进行逆补偿。
3.根据权利要求1或2所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于， 通过公式WATTS =单相有功功率+WATTOS，实现对单相有功功率的补偿，其中WATTS表示补偿后的单相有功功率，WATTOS表示有功功率失调校正； 通过公式VARS =单相无功功率+VAR0S，实现对单相无功功率的补偿，其中VARS表示补偿后的单相无功功率，VAROS表示无功功率失调校正； 通过公式FWATT =总有功功率+FWATTOS*WATTFAT，实现总有功功率的逆补偿，其中FWATT表示逆补偿后的总有功功率，FWATT0S表示逆补偿后的有功功率失调校正；WATTFAT表示有功逆补偿因数； 通过公式FVAR =总无功功率+FVAR0S*VARFAT，实现总无功功率的逆补偿，其中FVAR表示逆补偿后的总无功功率，FVAROS表示逆补偿后的无功功率失调校正；VARFAT表示无功逆补偿因数。
4.根据权利要求3所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述有功逆补偿因数和无功逆补偿因数根据多路电流信号和多路电压信号，计算得到。
5.根据权利要求3所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述的有功功率失调校正、无功功率失调校正、逆补偿后的有功功率失调校正和逆补偿后的无功功率失调校正均通过寄存器配置。
6.根据权利要求1或2所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述多相指两相或者三相。
7.根据权利要求1或2所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述芯片指电能计量芯片。
8.根据权利要求2所述的用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，其特征在于，所述步骤SI中，单相有功功车WATT=VIcoscp，单相无功功率VAR=VIsincp^* :V为电压信号的电压值；1为电流信号的电流值；Φ '表不电压和电流的相位差。
全文摘要
本发明公开了一种用于芯片的多相功率测量时的相间串扰补偿方法，所述芯片通过多个单相通道，且一个单相通道采样一路电流信号和一路电压信号的形式，测量多相功率。本发明的相间串扰补偿方法包括对单相有功功率和单相无功功率进行补偿，对总有功功率和总无功功率进行逆补偿。即通过对每相功率测量进行小信号补偿，对多相功率测量进行一定数量的逆补偿，从而抵消由于串扰噪声带来的误差变化，解决了芯片中小信号容易受到串扰噪声影响，而造成功率计算误差的问题。
文档编号G01R21/07GK103063910SQ201210584538
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者潘科, 韩明 申请人:上海贝岭股份有限公司