电表计量芯片中sigma-delta ADC的系统级分析
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湖南省自然科学基金资助项目(12JJ4064);湖南省自然科学基金资助项目(11JJ2036);教育部科学技术研究重点资助项目(212125)

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Analysis of sigma-delta ADC in digital power metering applications
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    摘要:

    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,因而电流数字量的信号至量化噪声比(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%。

    Abstract:

    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.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王龙生,谢 亮,金湘亮.电表计量芯片中sigma-delta ADC的系统级分析[J].太赫兹科学与电子信息学报,2014,12(6):917~921

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  • 收稿日期:2013-11-07
  • 最后修改日期:2013-12-16
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  • 在线发布日期: 2015-01-05
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