太赫兹科学与电子信息学报
太赫玆科學與電子信息學報
태혁자과학여전자신식학보
Information and Electronic Engineering
2014年
6期
917-921
,共5页
王龙生%谢亮%金湘亮
王龍生%謝亮%金湘亮
왕룡생%사량%금상량
电能计量有功电能误差%有效值计量误差%sigma-delta 模拟数字转换%Simulink软件
電能計量有功電能誤差%有效值計量誤差%sigma-delta 模擬數字轉換%Simulink軟件
전능계량유공전능오차%유효치계량오차%sigma-delta 모의수자전환%Simulink연건
active power metering calculation error%RMS calculation error%sigma-delta ADC%Simulink
提出一种基于 sigma-delta 模拟数字转换器(ADC)设计的解决方案。该方案主要包括提高 sigma-delta ADC 中比较器的反馈电压精确度和 sigma-delta ADC 的转换精确度来提高电能计量的精确度。实际应用中,电能计量芯片包括2路以上的 sigma-delta ADC转换通道,一部分通路用于实现固定幅度的电压模数转换,因而电压数字量的 SQNR 为一定值,另外的通路则实现用户用电产生电流的模数转换,因而电流数字量的 SQNR 随用户用电量而变,通过将电压数字量与电流数字量相乘,即得到用户所用电量及相应的有效值。经验证,当反馈电压存在 x%的偏差时,会使电能计量和有效值计量分别产生2x%和 x%的偏差。当电流通道 SQNR(信号至量化噪声比)低于30 dB时,会使电能计量产生0.5%的误差,电流通道有效值计量误差大于0.4%。
提齣一種基于 sigma-delta 模擬數字轉換器(ADC)設計的解決方案。該方案主要包括提高 sigma-delta ADC 中比較器的反饋電壓精確度和 sigma-delta ADC 的轉換精確度來提高電能計量的精確度。實際應用中,電能計量芯片包括2路以上的 sigma-delta ADC轉換通道,一部分通路用于實現固定幅度的電壓模數轉換,因而電壓數字量的 SQNR 為一定值,另外的通路則實現用戶用電產生電流的模數轉換,因而電流數字量的 SQNR 隨用戶用電量而變,通過將電壓數字量與電流數字量相乘,即得到用戶所用電量及相應的有效值。經驗證,噹反饋電壓存在 x%的偏差時,會使電能計量和有效值計量分彆產生2x%和 x%的偏差。噹電流通道 SQNR(信號至量化譟聲比)低于30 dB時,會使電能計量產生0.5%的誤差,電流通道有效值計量誤差大于0.4%。
제출일충기우 sigma-delta 모의수자전환기(ADC)설계적해결방안。해방안주요포괄제고 sigma-delta ADC 중비교기적반궤전압정학도화 sigma-delta ADC 적전환정학도래제고전능계량적정학도。실제응용중,전능계량심편포괄2로이상적 sigma-delta ADC전환통도,일부분통로용우실현고정폭도적전압모수전환,인이전압수자량적 SQNR 위일정치,령외적통로칙실현용호용전산생전류적모수전환,인이전류수자량적 SQNR 수용호용전량이변,통과장전압수자량여전류수자량상승,즉득도용호소용전량급상응적유효치。경험증,당반궤전압존재 x%적편차시,회사전능계량화유효치계량분별산생2x%화 x%적편차。당전류통도 SQNR(신호지양화조성비)저우30 dB시,회사전능계양산생0.5%적오차,전류통도유효치계량오차대우0.4%。
The design of the power metering system is described. Both theoretical analysis and simulations are made to examine the influence of the sigma-delta Analog to Digital Converter(ADC) on this system. It points out that the reference voltage in sigma-delta ADC is a key factor in power metering system. As an offset of x% in sigma-delta ADC, reference voltage results in a 2x% bias in power measurement and x% in RMS(Root Mean Square) measurement. In addition, the resolution of sigma-delta ADC also affects the performance of the system. This is especially true in current RMS calculation channel because this channel adopts the current input, whose SQNR(Signal-to-Quantization-Noise Ratio) is low when the current is small.