Контрольная работа по "Иностранному языку"

ADE7763 включает в себя  канал 1 среднеквадратичные смещения  возмещение регистра (IRMSOS). Это 12-разрядное регистр, который может быть использован для удаления смещения в канале 1 расчет RMS. может быть в расчет среднеквадратичного за счет ввода шумов, которые интегрированы в постоянную составляющую V2 (T).Калибровки смещения позволяет содержание IRMS регистра  поддерживать на 0 при отсутствии входного сигнала на канале 1.

Один из LSB Channel 1 имеет среднеквадратичное смещение эквивалентно 32, 768 LSB квадрата Channel 1 RMS регистру. Предполагая, что максимальное значение из канала 1 , рассчитанное 1 868,467d с полномасштабным входов переменного тока, и потом 1 LSB канала 1 среднеквадратичное смещение составляет 0,46% от погрешности измерений при -60 дБ полной шкалы.

где IRMS0 - это измерение среднеквадратичного без коррекции смещения.

Для измерения смещения RMS измерений, необходимы две точки от ненулевых входных значений, например, ток базы, Ib, и Imax/100. Смещение может быть рассчитан на основе этих измерений.

Канал 2 ADC

Канал дискретизации 2

В канале 2 режима выборки сигнала (MODE [14:13] = 1, 1 и WSMP = 1), код АЦП выход масштабирования для канала 2, не то же самое, что и для канала 1. Канал 2 сигнала 16-разрядных данных  и может быть расширенным до 24 бит. Для нормальной работы дифференциального сигнала напряжения между V2P и V2N не должна превышать 0,5 В. При максимальном  входном напряжении (± 0,5 В при PGA усиления 1), выход из перепадов ADC между 0x2852 и 0xD7AE (± 10322 г). Тем не менее, перед передачей сигнала регистра, выход АЦП передаются через одинополюсный, низкочастотный фильтр с частотой среза 140 Гц. На рисунке 46 показаны участки амплитуды и фазы реакции этого фильтра.

LPF1 имеет эффект ослабленного сигнала. Например, если линия частотой 60 Гц, сигнал на выходе LPF1 будет ослаблен примерно на 8%.

Запись LPF1 не влияет на расчет активной мощности. Прохождение сигнала в цепи канала 2 показана на рисунке 47.

Канал 2 имеет только один диапазон аналогового входного сигнала (0,5 V дифференциал). Как канал 1, канал 2 имеет PGA с усилением выборок из 1, 2, 4, 8 и 16. Для измерения энергии, на выходе АЦП передается непосредственно множителем и не фильтруется. HPF не надо удалять любые постоянные смещения, они необходимы только в том случае, если смещение удалено с одного канала на устранение ошибок, вызванных смещениями в расчет мощности. В режиме выборки сигнала, один из четырех скоростей дискретизации на выходе может быть выбран с помощью биты 11 и 12 регистра режима. Возможные значения 27,9 кГц, 14 кГц, 7 кГц, или 3,5 кГц, см. раздел Регистр. Запрос прерывания IRQ указывает, что сигнал доступен, снижаясь. Так же, как и для канала 1, как показано на рисунке 44.

Канал 2 RMS Расчет

На рисунке 48 указана  подробную информацию о цепи обработки сигнала расчета RMS на канал 2. Среднеквадратичное значение на канале 2 среднеквадратичное значение обрабатывается от сигналов, используемых в канал 2 в режиме выборки сигнала. Среднеквадратичное значение немного ослабляется за счет LPF1. Действующее значение Канала 2 хранится в беззнаковых 24-битных VRMS. Значение изменения  канала 2 RMS  - это CLKIN / 4.

С указанной полномасштабной  переменного тока аналогового входного сигнала 0,5 В, выход из LPF1 колеблется между 0x2518 и 0xDAE8 при 60 Гц, см. раздел Канал 2 ADC. Эквивалентное значение тока этого полномасштабного сигнала переменного тока составляет примерно 1 561, 400 (0x17 D338) в реестр вольт. Напряжение RMS измерений представлены в ADE7763 с точностью до ± 0,5% для входного сигнала между полном объеме и полную шкалу/20. Переход от значения регистра вольт должно быть сделано внешне в микропроцессор, использующий вольт / LSB постоянно. Поскольку фильтр низких частот, используемый для расчета среднеквадратичного значения несовершенен, есть некоторый уровень пульсаций от 2ω до реальногозначения в измерение RMS. Чтобы свести к минимуму воздействие шума при чтении, нужно синхронизировать показания RMS с нулевым значением пересечения входного напряжения.

Канал 2 RMS компенсации смещения

ADE7763 включает в себя  канал 2 RMS компенсации смещения  регистра (VRMSOS). Это 12-разрядный регистр, который может быть использован для удаления смещения в канале 2 расчета RMS. Смещение может сбыть в расчете среднеквадратичного значения за счет ввода шумов и постоянного смещения на входе сигналов. Калибровки смещения позволяют содержимое VRMS зарегистрировать, чтобы было значение  0, когда нет напряжения. Один из LSB Канала 2 среднеквадратичное смещение эквивалентно 1 LSB среднеквадратичному регистру. Предполагая, что максимальное значение канала 2 расчета RMS является 1561400 г с полномасштабным входов переменного тока, затем 1 LSB из канала 2 среднеквадратичное смещение представляет 0,064% погрешность измерения при -60 дБ полной шкалы.

VRMS = VRMS0 + VRMSOS (6)

где VRMS0 это измерение среднеквадратичного значения без коррекции смещения.

Напряжение RMS компенсации смещения должно быть получено путем тестирования RMS результаты на двух ненулевых уровней входа. Одно измерение может быть сделано близко к полной шкале, а другое примерно в полной шкале/10.Напряжение смещения может быть получено из этих измерений. Если напряжение RMS регистр смещения не достаточно велико, CH2OS регистр может быть использован.

Фазовое уравновешивание

Когда HPF  не работает, возникает ошибка фазы между каналам 1 и 2, 0 от постоянного тока до 3,5 кГц. Когда ФВЧ работает, канал 1 имеет фазовую характеристику как показано на рисунке 50 и рисунке 51. Рисунок 52 демонстрирует АЧХ фильтра. Как видно из графиков, фазовая характеристика является почти 0 от 45 Гц до 1 кГц, которая является всем, что требуется в обычных приложениях измерения энергии. Однако, несмотря на внутренние поэтапной компенсации, ADE7763 должна работать с датчиками, которым могли бы присущи ошибки фазы. Например, фазовая  ошибка от 0,1 ° до 0,3 ° не является редкостью для трансформатора тока (CT). Фаза ошибки может варьироваться время от времени и должна быть исправлена, чтобы выполнить точный расчет мощности. Ошибки, связанные с фазой  особенно заметны при низких значениях коэффициента мощности. ADE7763 предоставляет средства цифровой калибровки, эти незначительные ошибки фазы, позволяющие на короткое время задержки и на время заранее, быть введена в цепи обработки сигнала для компенсации этих ошибок. Поскольку компенсация времени должна использоваться только для небольших ошибок фазы в диапазоне от 0,1 ° до 0,5 °. Исправление больших ошибок фазы возможно с помощью метода сдвига времени можно ввести существенные ошибки фазу при более высоких гармоник.

Этап калибровки регистра (PHCAL [5:0]) является двойным дополнением однобайтовых регистра, который имеет значение в диапазоне от 0x21 (-31d) до 0x1F (+31 г).

Регистр с центром в 0Dh, так что фиксировать 0Dh в регистр производит 0 задержки. Изменяя PHCAL регистр, время задержки в канале 2 пути сигнала может меняться от -102,12 мкс до 39,96 мкс (CLKIN = 3,579545 МГц). Один LSB эквивалентно 2,22 мкс (CLKIN / 8) времени задержки или опережения. Линия частотой 60 Гц дает фазе разрешения 0,048 ° на основной (то есть, 360 ° × 2,22 мкс × 60 Гц). Рисунок 49 демонстрирует, как фаза компенсации используется для удаления 0,1 ° этапе ведущую роль в канал 1 связи с внешним датчиком. Чтобы перенести (0,1 °) в канал 1, фазы также должны быть введены в канал 2. В резолюции регулировки фазы позволяет ввести фазой шагом 0,048 °. Фазой достигается введением время процесса  в канал 2. Время продвижения 4,44 мкс записывается -2 (0x0B) в блок задержки, тем самым уменьшая количество времени задержки на 4,44 мкс, или это около 0,1 ° на частоте сети 60 Гц. 0x0B представляет -2, так как регистр центром с 0 на 0Dh.

 

Действие  вычислительной мощности

Мощность определяется как  скорость потока энергии от источника  к нагрузке. Она определяется как  произведение напряжения и тока. В  результате сигнал называется мгновенной мощности сигнала и равна скорости потока энергии в любой момент времени. Единицей мощности является ватт или Дж / ​​с. Формула 9 дает выражение для вычисления мгновенной мощности сигнала в системе переменного тока.

где:

V это напряжение RMS. Я это  текущая RMS.

Средняя мощность за целое  число циклов линии (п) определяется выражением в формуле 10.

где:

T -  линия периода цикла. P -  активная или реальная мощность.

Обратите внимание, что  активная мощность равна постоянной составляющей мгновенной мощности сигнала  р (Т) в формуле 8, т. е. VI. Это отношение используется для расчета активной мощности в ADE7763.

Мгновенной мощности сигнала  Р (т) порождается умножением сигналов тока и напряжения. Постоянная составляющая мгновенной мощности сигнала это  извлекаемая LPF2 (фильтр низких частот) для получения данных об активной мощности. Этот процесс показан на рисунке 53.

Так как LPF2 не имеет идеальной защиты частотной характеристики (см. рис 54), активная мощность сигнала имеет некоторые пульсации в связи с мгновенной мощности сигнала. Эта пульсация является синусоидальной и имеет частоту, равную удвоенной частоте сети. Поскольку пульсации синусоидальных нет в природе, оно получается, когда активная мощность сигнала интегрируется для расчета энергии см. раздел вычисления энергии.

На рисунке 55 показаны цепи обработки сигнала для активного расчета мощности. Активная мощность вычисляется путем низкочастотной фильтрации мгновенной мощности сигнала. Обратите внимание, что при чтении сигнала с выхода LPF2, усиления активной энергии может быть отрегулировано с помощью множителей и ватт усиления регистра (WGAIN [11:0]). Коэффициент усиления настраивается путем записи дополнения двух  12-разрядных данных, чтобы ватт усиления зарегистрировать. Формула 11 показывает, как регулировка усиления связан с содержимым регистра усиления Вт:

Например, когда 0x7FF записывается в регистр усиления Вт, выходная мощность расширена на 50%. 0x7FF = 2047d, 2047/212 = 0,5. Точно так же, 0x800 =-2048d (подписано дополнение двойки) и выходная мощность увеличена на 50%. Каждый LSB достигает мощности от 0,0244%. Рисунок 56 показывает максимальное значение (шестнадцатеричное) в диапазоне мощности для активной мощности сигнала (LPF2). Обратите внимание, что диапазон выходного сигнала изменяется в зависимости от записи содержания ватт усиления. Минимальный диапазон выходных получается, когда содержимое регистра в ватт равны 0x800 усиления, а максимальный диапазон дается записывается 0x7FF в регистр усиления ватт. Это может быть использовано для калибровки активной мощности (или энергии) расчета.

Расчет энергии

Как отмечалось ранее, мощность определяется как скорость потока энергии. Эта связь выражается математически в формуле 12.

где:

P это сила. E есть энергия.

С другой стороны, энергия  определяется как интеграл от мощности.

ADE7763 обеспечивает интеграцию  активной мощности сигнала путем  непрерывного накопления активной мощности сигнала во внутренние нечитаемые 49-бит регистров энергии. Активная энергия регистра (AENERGY [23:00]) представляет собой верхний 24 бит этого внутреннего регистра. Это дискретное времени накопления или суммирование эквивалентно интеграции в непрерывном времени. Формула 14 выражает эту связь.

где:

п-дискретное количество моментов времени. T является периодом времени.

Дискретный период времени  выборки (T) для накопления регистр  составляет 1,1 мкс (4/CLKIN). В дополнение к расчету энергии, эта интеграция удаляет любые синусоидальные компоненты, которые могут быть в активной мощности сигнала.

Рисунок 57 показывает  дискретное время интеграции или накопление. Активная мощность сигнала в сигнал регистра постоянно добавляются к внутренним активным регистрам энергии. Это дополнение является записанным дополнением, следовательно, отрицательная энергия вычитается из активного содержимого энергии. Исключением является случай, когда POAM выбран в режиме [15:0] регистра, в этом случае только положительная энергия способствует активному накоплению энергии, см. раздел  положительный режим накопления .

Выходной множитель делится на WDIV. Если значение в WDIV регистра равно 0, то внутренняя энергия активного регистр разделен на 1. WDIV является 8-бит, без отметки регистра. После деления на WDIV, активная энергия накапливается в 49-битной внутреннем регистре накопления энергии. Верхние 24 бит этого регистра доступны через считывание активной энергии регистра (AENERGY [23:00]). Считывания RAENERGY регистр возвращает содержание AENERGY регистру, а верхние 24 бита внутреннего регистра очищаются. Как показано на рисунке 57, активная мощность сигнала накапливается во внутреннем 49-разрядное регистре. Активная мощность сигнала может быть считана зарегистрированным сигналом, установленным MODE [14:13] = 0, 0 и настройкой WSMP (бит 3) в регистр разрешения прерывания 1. Подобно каналам 1 и 2 режим сигнала выборки данные о силе сигнала доступны с частотой дискретизации 27,9 кГц, 14 кГц, 7 кГц, или 3,5 кГц, см. рисунок 44.

Рисунок 58 показывает накопление энергии для полномасштабных сигналов (синусоидальные) на аналоговых входах. Три кривые иллюстрируют минимальное время для зарегистрированной энергии, чтобы измениться , когда активное содержимое усиления мощности регистрабудет 0x7FF, 0x000, и 0x800. Регистр усиления используется для проведения калибровки мощности. Как показала практика, самый быстрый период интегрирования происходит, когда регистр ватт усиления устанавливается на максимум шкалы, т. е. 0x7FF.

Обратите внимание, что  содержимое регистров энергии переходят к полномасштабным отрицательным (0x80 0000) и продолжают расти, когда мощность или энергия потока положительны см. рисунок 58. И наоборот, если мощность была отрицательная энергия регистр был бы  нижний к положительному (0x7F FFFF) и продолжался снижаться.

С помощью регистра разрешения прерывания, ADE7763 может быть настроена на возможность прерывания (IRQ) при активном регистре энергии более чем наполовину (положительного или отрицательного) или когда происходит перенапряжение.

Время интегрирования при  постоянной нагрузке

Как уже упоминалось в  предыдущем разделе, дискретный период времени выборки (T) для регистра накопления составляет 1,1 мкс (4/CLKIN). С полными синусоидальными сигналами на аналоговых входах и WGAIN установлен в 0x000, среднее значение данных от LPF2 является 0xC CCCD, см. рисунок 53. Максимальное положительное значение, которое может быть сохранено во внутреннем 49-разрядный регистре, прежде чем он переполняется, составляет 248, или 0xFFFF FFFF FFFF. Время интегрирования в этих условиях с WDIV = 0 рассчитывается следующим образом:

Когда WDIV установлено в значение, отличное от 0, интеграция время меняется, как показано в формуле 16.