超低功耗交流正弦波信号实时采样方法与流程

本发明涉及真空断路器设备技术领域，具体的说是超低功耗交流正弦波信号实时采样方法。

背景技术：

在实际使用中，有效值是应用最为广泛的参数，电压表的读数除特殊情况外，几乎都是按正弦波的有效值进行定度的。有效值获得广泛应用的原因如下：(1)由于它直接反应出交流信号能量大小，这对于研究功率、噪声、失真度、频谱纯度、能量转换等方面是十分重要的。(2)它具有十分简单的叠加性质，计算起来极为方便。

现有交流正弦波信号要实现实时采样主要有差分输入多点采样和精密全波整流两种测量方法，两种方法都需要对信号通过ADC进行多点采样。

两种检测方式均可以很容易的计算出交流正弦波信号的峰值与有效值，但是在低功耗交流信号采样应用中，由于频繁打开ADC，很难做到较低功耗。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种超低功耗交流正弦波信号实时采样方法。

超低功耗交流正弦波信号实时采样方法，由过零检测电路与差分ADC采样电路构成，所述过零检测电路包括比较器，所述差分ADC采样电路包括ADC、与ADC相连的MCU以及输出参考REF。

所述比较器的负极与ADC的负极相接，比较器的正极与ADC的正极相接；比较器的输出端与MCU的触发器端相连。

本发明的有益效果是：

本发明中，由于在一个正弦波周期内，ADC只需采集两次数据，所以绝大多数时间允许关闭ADC电路，实现了超低功耗的正弦波信号的实时采样。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为差分输入多点采样图；

图2为精密全波整流图；

图3为本发明的过零检测电路检测过程分析图；

图4为本发明的交流信号正弦波的峰值检测与ADC读取数值对应关系；

图5为本发明的连接关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图5所示，超低功耗交流正弦波信号实时采样方法，由过零检测电路与差分ADC采样电路构成，所述过零检测电路包括比较器，所述差分ADC采样电路包括ADC、与ADC相连的MCU以及输出参考REF。

过零检测电路中，在交流信号通过时，当波形从正半周向负半周转换，经过零位时，系统做出检测，从检测结果可以得到如图3的信号波形。通过过零检测电路输出信号触发单片机的中断，计算上升缘与下降缘之间时间，从而计算出交流信号周期。

通过信号周期计算出正弦波90°与270°的采样时间，在90°与270°时间进行采样，可以测量到交流信号正半波与负半波的峰值数据，通过正弦波峰值与有效值关系计算公式：

$E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}---\left(1\right)$

式(1)中：E为有效值、Em为峰值；

可以计算出正弦波的有效值，其峰值检测与ADC读取数值位置关系如图4所示：

由于在一个正弦波周期内，ADC只需采集两次数据，所以绝大多数时间允许关闭ADC电路，实现了超低功耗的正弦波信号的实时采样。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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定。