多通道高速交流同步采样电路的制作方法

本实用新型属于交流同步采样技术领域，尤其是涉及一种多通道高速交流同步采样电路。

背景技术：

如图1和图2所示，在电力线路监测系统中，主要的采样输入信号是三相电压和三相电流。在一些对测量信号精度要求高，数据实时性强的应用领域，就需要用到多通道的快速同步采样技术，其常用的处理方案是：前端交流采样信号经过信号调理电路调理处理输入到采样芯片中进行同步采样，最后由信号处理电路进行信号处理，现有技术中信号处理电路的cpu使用的是ti的dsp处理器tms320f2812，采样芯片用ads8364,这是一款低功耗，六通道同步采集16位模数转换器。现有技术的方案中存在以下技术问题：

1、ti的dsp处理器tms320f2812的长处在于数字信号处理，但在多cpu之间的高速板间的通信速率下不能满足实际的需求。

2、ads8364模拟信号通道的电压低，采样信号受干扰大。

3、外部的信号调理电路分立元件太多，成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种多通道高速交流同步采样电路。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种多通道高速交流同步采样电路，包括交流采样信号端，所述交流采样信号端包括三相电压信号端和三相电流信号端，其特征在于，所述三相电压信号端和三相电流信号端均连接于一体式互感器，所述一体式互感器的输出端连接于同步采样电路，所述同步采样电路的输出端连接于信号处理电路。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述的同步采样电路包括采样芯片。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述采样芯片包括ad7606芯片。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述信号处理电路包括型号为stm32系列的cpu，所述ad7606芯片连接于所述cpu。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，stm32系列的cpu包括第一stm芯片、第二stm芯片和第三stm芯片，且所述第一stm芯片、第二stm芯片和第三stm芯片分别为stm32f405zgt6芯片、stm32f746zgtx芯片和stm32f405zgt6芯片。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述ad7606芯片的12引脚、13引脚、11引脚、9～10引脚、15引脚、14引脚、3引脚、4引脚、5引脚分别连接于第一stm芯片的pd4引脚、pd7引脚、pc1引脚、pa8引脚、pc3引脚、pc8引脚、pa11引脚、pa10引脚、pa9引脚；ad7606芯片的20～22、24、25、27～30引脚分别连接至第二stm芯片的pe7～pe15引脚；ad7606芯片的16～19、31～33引脚分别连接于所述第一stm芯片的pd14、pd15、pd0、pd1、pd8～pd10引脚。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述cpu的型号为stm32f765，且所述cpu还包括连接于第一stm芯片的jtag调试电路。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述的一体式互感器包括三个电压互感器和三个电流互感器，三个电压互感器的输入端分别连接于三相电压信号端，输出端均连接于采样芯片，三个电流互感器输入端分别连接于三相电感信号端，输出端均连接于所述采样芯片。

在上述的多通道高速交流同步采样电路中，所述cpu连接有动态随机存储器。

本实用新型的优点在于，使用意法半导体的stm32f765+ad7606架构，同时外部扩展32m动态随机存储器，实现三相电压和三相电流的多通道高速同步采样，使测量数据的实时性和精度性更高；采用stm32f765进行信号处理，能够满足多cpu之间的高速板间的通信速率要求，能够使本同步采样电路适用于更多的应用场合；采用一体式互感器对交流采用信号进行调理，具有电路结构简单成本低等优点。

附图说明

图1是交流同步采样电路的采样原理图；

图2是现有技术交流同步采样电路的结构框图；

图3是本实用新型交流同步采样电路的结构框图；

图4是本实用新型一体式互感器的电路结构图；

图5是本实用新型ad7606的核心模块电路图；

图6是本实用新型stm32f765的核心模块电路图；

图7是本实用新型动态随机存储器的电路结构图。

附图标记：一体式互感器1；ad7606芯片u1；第一stm芯片u2a；第二stm芯片u2b；第三stm芯片u2c；动态随机存储器u3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图3所示，本实施例公开了一种多通道高速交流同步采样电路，包括交流采样信号端，所述交流采样信号端包括三相电压信号端和三相电流信号端。特别地，本实施例的三相电压信号端和三相电流信号端均连接于一体式互感器1。

具体地，如图4所示，该一体式互感器1包括三个电压互感器和三个电流互感器，三个电压互感器分别为pta、ptb和ptc,三个电流互感器分别为cta、ctb和ctc。

三个电压互感器的输入端分别连接于三相电压信号端，输出端均连接于采样芯片，三个电流互感器输入端分别连接于三相电感信号端，输出端均连接于所述采样芯片。本实施例使用一体式互感器1作信号调理电路对交流采样信号进行信号调理，具有电路结构简单，成本低等优点。

优选地，如图5所示，本实施例的采样芯片采用ad7606，ad7606是adi公司推出的新一代16位、8通道、同步采样、双极性输入的模拟数字转换器adc，片上集成模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、16位电荷再分配逐次逼近型adc内核、数字滤波器、2.5v基准电压源及缓冲、高速串行和并行接口。所有的通道均能以高达200ksps的速率进行采样，同时输入端箝位保护电路可以承受最高达±16.5v的电压。

相较于现有技术使用的ads8364芯片，ad7606芯片u1的模拟信号电压较高，采样信号受干扰小，且多通道均能以200ksps的速率进行采样，能够实现三相电压和三相电流的多通道同步高速采样，确保了采样测量数据达到实时性和高精度性要求。

进一步地，采样芯片连接于信号处理电路，信号处理电路包括型号为stm32系列的cpu，且本实施例优选stm32f765，stm32f765是st公司的一款cpu，其具有comtexm7内核，运行速率高，通信速率可达10m，功耗低，接口丰富，自带fft算法功能，相较于现有技术使用的dsp处理器tms320f2812，具有能够满足多cpu之间的高速板间的通信速率要求等优点。

具体地，如图6所示，cpu包括第一stm芯片u2a、第二stm芯片u2b、第三stm芯片u2c及jtag调试电路，且所述第一stm芯片u2a、第二stm芯片u2b和第三stm芯片u2c分别为stm32f405zgt6芯片、stm32f746zgtx芯片和stm32f405zgt6芯片。

具体地，ad7606芯片u1的12引脚、13引脚、11引脚、9～10引脚、15引脚、14引脚、3引脚、4引脚、5引脚分别连接于第一stm芯片u2a的pd4引脚、pd7引脚、pc1引脚、pa8引脚、pc3引脚、pc8引脚、pa11引脚、pa10引脚、pa9引脚；ad7606芯片u1的20～22、24、25、27～30引脚分别连接至第二stm芯片u2b的pe7～pe15引脚；ad7606芯片u1的16～19、31～33引脚分别连接于所述第一stm芯片u2a的pd14、pd15、pd0、pd1、pd8～pd10引脚。

优选地，如图7所示，cpu连接有动态随机存储器u3，具体为同步动态随机存取内(sdram)。动态随机存储器u3的22～26引脚、29～36引脚分别连接于所述cpu的pg0引脚、pf0～pf5引脚、pf12～pf15引脚、pg1引脚、pg2引脚；动态随机存储器u3的15～21引脚、37～39引脚分别连接于所述cpu的pe0引脚、pc0引脚、pg15引脚、pf11引脚、pc4引脚、pg4、pg5引脚、pg9、pg8引脚和pe1引脚。

需要说明的是，这里与本领域技术人员的作图习惯一样，各附图之间具有相同标号的端口表示相互连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了一体式互感器1；ad7606芯片u1；第一stm芯片u2a；第二stm芯片u2b；第三stm芯片u2c；动态随机存储器u3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。