多ad协同实现高速高精度采样的方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：多a/d协同实现高速高精度采样的方法
技术领域：
本发明涉及一种电能质量在线监测装置的A/D采样系统中实现高速高精度A/D采样的方法。
背景技术：
电能质量在线监测技术装置对测量精度的要求越来越高，对瞬态变化过程要能准确的捕捉，因此电能质量在线监测装置中需要对模拟通道进行高速高精度的A/D采样，但是现阶段SAR (逐次逼近)型16BIT的A/D采样芯片转换时间在3 y s_4 y s之间，而装置的系统频率设计为409600HZ，要求在不到2. 5 ii s内要完成一次A/D转换，同时完成A/D数据的读取及存放，显然单片A/D芯片不能完成此项工作，必须采用新方法
发明内容
为了解决A/D采样高速和高精度不可同时兼得的矛盾，本发明提供了ー种实现电能质量在线监测装置的高速高精度采样方法，可控制在2. 5 y s内进行一次A/D转换同时完成数据的转换读取。本发明所采取的技术方案是
ー种多A/D协同实现高速高精度采样的方法，其特征在于，用FPGA控制多片并联的A/D芯片对电能质量在线监测装置中同一模拟通道进行协同采样，多片A/D芯片以同样的采样间隔T依次采样，同时读入采样結果。所述A/D芯片为SAR (逐次逼近)型16BIT的A/D芯片。电能质量在线监测装置的系统频率为f，FPGA协同N片A/D芯片对该模拟通道完成一次A/D转换的时间为1/f，则对于每片A/D芯片其采样间隔为1/f XN。所述A/D芯片输入端设置电压跟随器。本发明所达到的有益效果
由于要精确的测量模拟量的瞬态特征，这样对A/D采集精度和速度提出了极高的要求。决定采样精度ー个重要的因数是A/D芯片的位数，但是对于A/D芯片来说采样精度越高转换速度越慢，这是ー对矛盾。为了保证A/D采样精度的同时，提高采样速率，本方法提出了用多片A/D芯片对同一模拟通道进行协同采样，转换后的数据放入数据缓冲区进行统ー处理，从而避免了高精度的A/D芯片转换时间过长，采样间隔比转换时间还要长的问题，实现了高速高精度的A/D转换。
具体实施例方式下面对本发明作进ー步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明的方法可采用两片或者多片高精度A/D对同一个模拟通道进行协同采样，采样数据进行统ー管理，从而实现高速采样，避免单片A/D采样速率不高的问题。在电能质量在线监测技术装置中，本实施例中，为了保证时间裕度，采用了 FPGA(现场可编程门阵列)控制3片ANALOG DEVICES公司的16位、200KSPS的A/D芯片AD7606对同一模拟通道进行协同采样，装置采样频率设计为409600HZ，FPGA协同3片A/D以采样间隔为2. 44140625 u s依次采样，同时读入采样結果。对于单片A/D芯片来说，间隔为
2.44140625U s X 3，远大于AD7606的转换所需时间，保证了采样精度和采样速度，满足对模拟通道进行高速高精度的A/D采样需要。因为AD7606的模拟输入阻抗约为IM欧，3片AD7606并联后，使得模拟输入阻抗变�。吮匦朐贏D7606输入端加电压跟随器，以提高模拟输入阻抗，使得采样的精度更高。电能质量在线监测装置采用上述采样系统，采样精度极高，达到预期目标。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
权利要求
1.一种多A/D协同实现高速高精度采样的方法，其特征在于，用FPGA控制多片并联的A/D芯片对电能质量在线监测装置中同一模拟通道进行协同采样，多片A/D芯片以同样的采样间隔T依次采样，同时读入采样结果。
2.根据权利要求I所述的多A/D协同实现高速高精度采样的方法，其特征在于，所述A/D芯片为SAR型16BIT的A/D芯片。
3.根据权利要求I所述的多A/D协同实现高速高精度采样的方法，其特征在于，电能质量在线监测装置的系统频率为f，FPGA协同N片A/D芯片对该模拟通道完成一次A/D转换的时间为1/f，则对于每片A/D芯片其采样间隔为1/fXN。
4.根据权利要求I所述的多A/D协同实现高速高精度采样的方法，其特征在于，所述A/D芯片输入端设置电压跟随器。
全文摘要
本发明公开了一种多A/D协同实现高速高精度采样的方法，主要用于电能质量在线监测装置的A/D采样系统中。由于要精确的测量模拟量的瞬态特征，这样对A/D采集精度和速度提出了极高的要求。决定采样精度一个重要的因数是A/D芯片的位数，但是对于A/D芯片来说采样精度越高转换速度越慢，这是一对矛盾。为了保证A/D采样精度的同时，提高采样速率，本方法提出了用多片A/D芯片对同一模拟通道进行协同采样，转换后的数据放入数据缓冲区进行统一处理，从而避免了高精度的A/D芯片转换时间过长，采样间隔比转换时间还要长的问题，实现了高速高精度的A/D转换。
文档编号G01R31/00GK102809705SQ20121030771
公开日2012年12月5日申请日期2012年8月28日优先权日2012年8月28日
发明者郑有余, 刘爱民, 肖碧涛申请人:国电南京自动化股份有限公司

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