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AD73360
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Six-Input Channel Analog Front End
AD [Analog Devices]
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AD73360L
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Six-Input Channel Analog Front End
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6 Channel AFE 16 Bit 80mW 28-SOIC W
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摘要：提出采样系统的硬件采用ad73360型ad转换器采集测量多路电压和电流信号；使用tms320f2812 dsp芯片实现高速同步采样及电力参数在时域的计算；给出了ad73360和tms320f2812的硬件接口电路。采样系统软件使用iqmath library以实现浮点运算与定点程序代码的无缝接口．简化了程序开发，采用c语言编程．给出了主程序、多通道缓冲串行接口(mcbsp)初始化过程等的流程图。论述了采样接收中断、电力参数的时域计算、时域采样数据处理等技术。通过测试验证了设计方案的适用性和正确性。 0 引言 电力系统中经常需要测量多路电压及电流信号。当电网频率变化时。必须采用同步技术才能保证采样计算的精度。本文采用ad公司的ad73360（简称73360）型ad转换器及ti公司推出的2000系列dsp tms320f2812（简称f2812）很好地实现了高速同步采样。并且实现了电力参数在时域的计算。73360使用6线工业标准同步串行接口与cpu接口。f2812支持6线工业标准同步串行接13，所以73360与dsp经过极其简洁的连接后即可实现高速同步交流采样。另外。由于单片73360具有
效率和利用率，在生产和生活中都造成巨大的经济损失。 鉴于以上的各问题，提高电能质量的新技术及改善电能质量的分析方法成为电力系统领域中的研究热点。为了采取合理的措施提高电能质量，对电能质量参数指标准确的检测和分析，对电力系统中各参数的实时、准确地测量，是解决电能质量问题的一个重要环节，只有对所存在的电能质量问题进行有效的检测、数据分析，才能清楚该电能质量问题的特性，进而采取相应的解决措施，以保证电网安全、经济运行。本设计以高性能数字信号处理器tms320vc5402和高精度16位a/d转换器ad73360为核心，针对现有装置在软硬件设计方面存在的一些不足，通过基于dsp的快速傅里叶变换算法[1]，对装置开发涉及到的软硬件作出部分改进，对下位机重新作出设计，构架了dsp+mcu方案，设计了一种实时监测电力参数的装置，可以测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及频率等，在电能质量方面具体包括：2～31次谐波分析、电压波峰系数、电流k系数、三相电压/电流不平衡度等。 1 系统工作原理及总体设计 本系统的硬件设计整体结构图如图1所示，以ti公司的tms320vc5402芯片为核心，
波畸变分析为主要目的。这方面的研究比较多，而且也开发出了相应的设备。以往的配电网监测设备多以51、96系列单片机为处理器，在精度和速度方面都不能满足电力系统的要求，还有就是用ti公司的dsp作为处理器，并配合adc来完成系统设计。 adi公司先后上市了ade7753、ade7758等电力测量专用芯片，并成功地将它们应用到电网当中。最近，adi公司又推出了高性能的强强组合，即dsp＋adc的电力测量方案。此监控系统就是采用这一组合实现的。图1 系统硬件设计框图图2 软件框图adc简介 ad73360是adi公司推出的一款专门应用于电能质量监测的ic，与一般adc相比，ad73360有如下优势：6路独立的a/d转换通道，不仅互不干扰，而且严格保证采样同步；高精度，6个16位转换精度转换通道非常适合电能质量监测的需要。采样速率可在8khz、16khz、32khz范围内编程设置，适应范围广。ad73360为适应不同的场合提供了直流/交流、单端/差动4种不同的输入方式；采用串行接口，与dsp芯片的连接非常简单。 无论从精度、速度、采样路数或者同步采样的实现来考虑，在电力监测系统中使用ad73
分成两个不同的系列：stm32f103“增强型”系列和stm32f101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72mhz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36mhz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能。 二、基于stm32的电能表方案 根据电能表的功能和误差精度的需求，我们选用了stm32f103xx，最高工作频率为72mhz。 （一）采集数据处理与计算 在实际应用中，电力信号通过互感器采集到电能表中，通过一个6通道16位模拟前端处理器（ad73360）进行a/d转换，转换成数字信号并传输到stm32中。ad73360是6通道同步采样的σ-δadc器件，它内置了基本型电压基准及通道内置独立的pga，通过调整通道pga可以获得合适的动态范围从而保证微弱信号的计量精度。 电压电流输入信号首先需要rc滤波网络滤波和数据采样，然后进行a/d转换。ad73360有独立的时钟源，可配置为自动数据采集与发送模式，通过spi总线不断的将数据传向stm32。stm32内的cortex-m3内核对输入的数字信号进行处理，完成数字滤波，过零点检测，得到基本的
，…，w(2i)重复2k-i-l次得到的。其特点是每级的输入、输出数据的顺序是不变的，因此每级几何结构是固定的。用这种结构寻址方便，易于用fpga编程，实现内部并行的fft硬件结构，从而明显加快fft的运算速度。 2 电能质量检测系统硬件设计 2．1 a／d转换器 根据实测数据，如果采用12位分辨率的a／d转换芯片，对15次谐波而言至少会引起1．67％的误差，而在实际谐波测量中一般测到30次或更多次谐波，因此现场监测单元中a／d转换器的分辨率应保证为14位或14位以上。本文采用ad73360作为采样系统的模数转换芯片。它的六路输入通道可被分为三对，以分别对应电力系统中的三相。该芯片可以8 khz，16 khz，32 khz，64 khz的采样速率同时进行六通道的信号采样。ad73360可满足装置对高速采样的要求。ad73360与fpga的连接如图3所示。 2．2 niosⅱ软核处理器 基于32位risc嵌入式软核niosⅱ的sopc，有着其他sopc(如基于fpga嵌入式ip硬核sopc)不可比拟的优势。采用niosⅱ软核处理器，用户将不会局限于一般的处理器技术
6个16位模数转换器；可编入采样率；同时采样；SNR77db；64S/S最大采样率；－83db串忧；低组延迟(25μs标准值每模数转换器到通道)，可编程输入增益；灵活串行端口允许多个器件；接在级联；单＋2.7～＋5.5V：电源操作；80mW最大值功耗在＋2.7V；片上参考；28引脚SOIC和44引脚TQFP封装
关于ad73360的非常规应用请问一下,ad73360如果外接2.4v基准的话,对信号的零漂有多大影响,可不可以校正过来?另外,能不能将ad73360的模拟电源和数字电源分开供电,dsp一般为3.3v电源,我在想如果模拟电源接5v,而数字电源接3.3v不就可以解决接口电平转换的问题了吗?哪为高人帮忙分析一下???
请教用过44b0的兄弟44b0自带的那个sio接口（同步串行接口）能否和ad73360的串行口相连？ad73360的串口连dsp的串行线没有问题，不知道44b0怎么样 没有用过44b0的sio，请高手提醒.xiexie
求助！！ad采样问题！！请教各位大虾，我现在打算用2812接ad73360采集电网的电压电流，然后对采集的数据做fft。但是ad73360的采样频率不受dsp控制，只能在8k,16k,32k,64k中选择，而电网频率是波动的，导致一个周期采样的点数也是不断变化的，这样计算会不准确。有什么解决办法没有啊？谢谢！
求助！！电表设计问题！！请教各位大虾，我现在打算用2812接ad73360采集电网的电压电流，然后对采集的数据做fft。但是ad73360的采样频率不受dsp控制，只能在8k,16k,32k,64k中选择，而电网频率是波动的，导致一个周期采样的点数也是不断变化的，这样计算会不准确。有什么解决办法没有啊？谢谢！
ad73360和单片机的连接问题由于用的不是dsp，用的是80c196又考虑到ad73360与单片机的传输效率听说不能直接相连。要在中间加串变并。并变串的转化电路请给点提示。谢谢
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