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基于AD7606-6的STATCOM信号采集模块设计
摘要 STATCOM作为新一代无功功率补偿装置，具有实时快速准确的补偿特性，其特性的发挥前提是需要快速精确同步的采集三相电压电流。为此，设计了以AD7606-6为核心的前端采集电路。在介绍STATCOM的基本结构和工作原理的基础上，阐述了AD7606-6的特性、引脚功能、并行数据输出时序逻辑。最后，设计了信号调理的AD7606-6与TMS320F2812接口电路，给出了软件设计部分。实验测试表明，该采集模块达到了STATCOM对电量参数采集的要求。
关键词 AD7606-6；STATCOM；电量信号采集；TMS320F2812
&&& 在电网适当地点合理添加无功功率补偿设备对电网进行无功功率补偿是提高电能质量的方法之一。STATCOM作为一种新型无功功率补偿设备，已成为柔性交流输电系统(FACTS)的一个重要组成部分，是未来无功功率补偿设备的发展方向。和其他无功补偿设备如SVC相比，具有响应速度快；不会引起谐振短路；无功功率可以在感性和容性之间连续调节；利用PWM调制技术实现精准的电压调控；可同时对谐波和无功进行补偿。
&&& 要实现STATCOM实时陕速准确的补偿特性，必须建立在对电网无功功率、有功功率、谐波等电量参数的实时快速准确测量基础上。基于瞬时无功功率理论的无功功率检测算法，进行的多是瞬时值运算，响应速度快，适用于变化快、冲击大的无功功率和电压闪变的补偿。但瞬时无功功率理论的应用要求同步采样电网某时刻的三相电压电流，针对此情况，文中设计了由AD7606-6模数转换芯片与TMS320F2812组成的数据采集模块。
1 STATCOM结构模型及工作原理
&&& 图1所示为以电压源逆变器为核心的STATCOM模型。由以下几部分组成：电压／电流互感器，用于电网三相电压电流、STATCOM交流侧三相电流和电容直流电压检测；直流侧电容，其作用是为设备提供电压支撑；电压源逆变器(VSC)，由大功率电力电子开关器件(GTO或IGBT)组成，运用脉宽调制技术(PWM)控制电力电子开关的通断，将电容器上的直流电压逆变成具有一定幅值和频率的交流电压；驱动电路，用于驱动大功率电力电子开关器件；耦合变压器和电抗器，不但可起到将大功率变流装置与电力系统耦合在一起的作用，还可将逆变器输出的电压中的高次谐波滤除，使输出的电压波形接近正弦波。其余的无功计算模块、d-q变换模块、PI调节器模块、PWM输出模块均在主控芯片DSP上完成
&&& 式(1)为STATCOM的状态模型，L为连接电感，R，us为逆变器损耗等效电阻为系统电压，uc为逆变器输出电压。
&&& STATCOM的工作过程是，首先通过检测三相电压和电流，运用瞬时无功功率理论计算电网的无功功率或无功电流，判断电网无功状态，得到所需补偿电流的无功分量，经坐标变换得到逆变器输出的电压参考值Vc&.ref和Vc&.ref。在欠无功或者无功过剩时，系统调节PWM调制系数，输出的PWM信号通过驱动电路改变电压源逆变器电力电子开关的通断时间，达到改变逆变器输出电压幅值、相位、频率的目的，从而改变电网无功状态，使电网无功功率平衡。
&&& 所以，同步检测电网三相电压和电流、STATCOM交流侧三相电流和电容直流电压是系统的核心任务之一。文中将采用AD7606-6模数转换芯片来实现模拟量采集。
2 AD7606-6模数转换芯片
2．1 AD7606-6简介及特性
&&& AD7606-6是ADI公司为简化下一代电力线监控系统设计，新推出16位6通道同步采样模数转换器(ADC)，多通道集成方便实现电网的三相电流和电压测量。如图2所示，AD7606-6内置有模拟输入箝位保护、跟踪保持放大器、二阶抗混叠滤波器、16位逐次逼近型ADC、数字滤波器、2．5 V基准电压源、基准电压缓冲以及高速并行和串行接口。采用单电源5 V供电，可处理&5 V和&10 V真双极性输入信号，同时6个通道均能以200 ksample&s-1的吞吐速率采样。输入箝位保护电路可承受高达&16．5 V的电压。无论工作在何种采样频率，AD7606-6的模拟输入阻抗均为1 M&O。其采用单电源工作方式，具有片内滤波和高输入阻抗，无需驱动运算放大器和外接双极性电源供电。抗混叠滤波器的3 dB截止频率为22 kHz；当采样速率为200 ksample&s-1时，其具有40 dB抗混叠抑制特性。封装采用64脚LQFP形式，具有体积小、重量轻、可工作于-40～+80℃内的恶劣环境、抗干扰性强的特点。
2．2 AD7606-6引脚功能说明
&&& AD7606-6采用64引脚LQFP形式，具有丰富的功能引脚，方便与DSP和微处理器连接。
&&& AD7606-6主要的引脚和功能为：
&&& (1)V1～V6。6个模拟信号输入端，输入信号范围可以是&5 V或&10 V，具体由引脚RANGE决定。
&&& (2)V1GND～V6GND。模拟输入接地引脚，与各自输入引脚对应。
&&& (3)OS[2：0]。过采样模式引脚，用于选择过采样倍率。
&&& (4)DB0-DB15。16位数据并行输出口。其中，DB7／DB8复用为串口输出引脚(DOUTA／DOUTB)。
&&& (6)AGND。模拟地，需并联10&F和100&F的去耦电容；AVCC：模拟电压，范围可从4．5～5．5 V；DGND：数字电路部分参考地；DVCC：数字电压，通常为5 V，数字电压与模拟电压必须保持一致；VDD：电源正电压；VSS：电源负电压。
&&& (7)。片选输入信号引脚，若和一起选中，数据由并口一起输出；：读选通信号引脚。
&&& (8)CONVST A／CONVST B。转换开始输入A和B，用于启动模拟输入通道转换。要对6个转换通道进行同时采样，可将两引脚短接，并施加一个启动信号。
&&& (9)BUSY。转换状态信号，该引脚从转换开始到结束保持高电平，转换结束BUSY变为低电平，数据被锁存，可供读取。
&&& (10)RESET。芯片复位信号引脚。
&&& (11)RANGE。模拟输入范围选择引脚，此引脚的极性决定了模拟输入通道的输入范围，当为高电平时，输入范围&10 V，低电平时，输入范围&5 V。
&&& (12)REF SELECT。内外部基准电压选择输入。高电平时使用内部基准电压，低电平则使用外部基准电压。
&&& (13)REFIN／REFOUT。基准电压输入／基准电压输出。
2．3 AD7606-6所有通道同步采样逻辑时序
&&& AD7606-6可对所有模拟输入通道同时采样，时序逻辑如图3所示。要实现所有通道同步采样，只需将CONVEST A和CONVST B引脚短接，使用一个CONVST信号便可启动所有模拟输入通道。AD7606-6内置有片内振荡器用于转换，每个ADC转换时间为tCONV。当施加CONVST上升沿时，BUSY变成高电平，在转换介绍后变为低电平。BUSY下降沿时，主控芯片可以通过给／施加低电平，从并行总线DB[15：0]、DOUTA／DOUT B串行数据线读取转换结果，按顺序V1～V6，每施加一个低电平读取一个通道的转换数据。
车联网，华为来了，华为深知只有开放，才能让目前封闭的、单向的车联网系统，融入…
() () () () () () () () ()多摄像机同步采集系统的设计与实现
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(本文共59页)
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随着电子信息技术的发展，空间谱估计方法的进步，阵列信号处理系统的应用越来越广泛。通过对阵列信号的获取和处理，可以得到丰富的空域信息。一般的，宽频带的阵列信号包含着更多的精细信息。阵列信号的获取主要包括模拟信号的预处理和各通道信号的同步采集，其中，同步采集的量化位数、同步精度与阵列信号的质量密切相关。本文在模块化仪器的基础上，结合labVIEW虚拟仪器编程技术，设计和实现了一套阵列信号同步采集系统。虚拟仪器以计算机作为核心的硬件平台，利用软件把计算机资源和模块化仪器资源融为一体。虚拟仪器技术通过对模块化仪器的引用，为阵列信号同步采集系统的开发提供了一条从设计、原型到部署的捷径。本阵列信号同步采集系统主要由信号调理子系统和同步采集子系统组成，其中，信号调理子系统被定义为一个RS232串口设备，它包含模拟信号处理电路、FPGA数字电路，主要实现模拟信号的滤波、放大、功率测量以及增益控制；同步采集子系统为PXIe结构，包含PXIe工控机...&
(本文共68页)
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随着科学技术的发展和数字技术的应用，高速数据采集系统的应用正在不断扩大。针对磁约束核聚变中托卡马克装置供电电压的高速测量，由于待测电压范围宽、多路独立同步采集、聚变反应时间短（小于2s）等特点，虽然目前国内市场上的数据采集系统的精度和速度越来越高，但却不能适应这类要求比较高的系统。鉴于研究对象的特殊性，若直接采用现有的数据采集系统，总会存在一些问题：（1）输入电压幅度范围宽；目前常用的采集系统要求采集电压幅度为0~1V，我们的研究对象是宽电压（数十毫伏到5V），这就需要采集系统可以预设放大增益。（2）工作环境为特斯拉级强磁场；要求采集系统有很好的电磁屏蔽能力和处理干扰信号的能力。（3）道数不固定，可扩展性强；目前市场上常用的数据采集器都是固定通道，因此不适合此应用场合。因此我们在现有的数据采集技术的基础上，设计出了高精度，高速度，多通道的数据采集系统，主要的技术指标如下：（1）独立采集每一通道，即通道间无采集关联性；（2）每一通...&
(本文共58页)
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探测地球的中、高层大气环境,理解该区域发生的物理和化学过程,对于航天、国防以及地球生物圈的安全是至关重要的。激光波长比无线电波小3-5个量级,因而有很高的单光子能量,可以与大气中的各种分子/原子发生相互作用。激光雷达具有极高的探测灵敏度,可探测离地面近百公里处每立方厘米仅几个原子的大气痕量成分。由于采用超短的脉冲和极窄的光束,激光雷达具有很高的空间和时间分辨力。由于这些优异的性能,激光雷达成为当今中、高层大气探测主流的遥感设备。过去的十年里,武汉大学的研究者成功地研制出7台功能不同大型激光雷达系统,能测量～0-100km高度范围大气的基本参数和金属成分。其中包括世界上唯一的中间层铁-钠-钙/铁-钠-钙离子共体积同时观测系统,世界第二台可测量云中水相态的谱分辨的拉曼激光雷达。由7台激光雷达构成的共体积光学探测平台将我国的中高层大气探测研究推向国际前沿,被《科技导报》评选为2011年度中国十大重大技术进展。这些激光雷达的观测导致了一...&
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0引言随着现代电子技术的发展,基于FPGA的数字信号处理技术也越来越广泛。通常采用一个单通道ADC和八选一模拟开关(AD7503),MCU分时控制选择开关来选通,同时MCU控制ADC采集信号,用异步采集模拟同步采集,这种方法适用于顺序执行的MCU和DSP等采集较低频率的信号,无法适应FPGA的并行和高效特性。选用AD7606和XILINX公司FPGA(XC3S500E)构成八通道同步采集系统,可以充分发挥FPGA的优势,以很少的外围器件达到设计目标并且预留足够的扩展能力。1设计思想1.1 AD7606简介AD7通道同步采样模数数据采集系统(DAS),可以满足测井过程中常用模拟信号的采集要求。其片上集成了模拟输入箝位保护、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;采用5V单电源方式供电,不需要正负双电源,并支持真正±10V或±...&
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京公网安备75号ad7606 SCM 单片机开发 238万源代码下载-
&文件名称: ad7606
& & & & &&]
&&所属分类:
&&开发工具: C-C++
&&文件大小: 3 KB
&&上传时间:
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&详细说明：ad7606 C代码 ADI官方资料,很不错的资料，值得收藏-ad7606
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DSP中学生, 积分 192, 距离下一级还需 8 积分
技术分0 金钱192 最后登录
本帖最后由 striver 于
16:12 编辑
由于F2812自带ADC输入电压只能在0~3V之间，加之精度不高，所以鄙人就想外扩AD7656，刚开始画电路板时，没有想太多，就把AD7656与F2812按下列方式连接了：
CONVSTA——GPIOB1
BUSY——XINT1& &&&
\CS——GPIOB0（使其一直输出低）& &
\RD——\XRD
DB15~DB0——D15~D0
\W/B接地（字模式 DB15—DB0传送数据）& && && && && &&&
\H/S 接地& &
可是，现在调试的结果感觉像是AD根本就没有启动转换，读不到数据，因为XInt1没有中断产生。
现在板子已经做出来了，必须在此基础上调试，否则板子白做了 敬请各位大虾指教！
当然，由于初学，电路板本身就有好多问题，也请各位不吝赐教！O(∩_∩)O谢谢！
最后登录在线时间203 小时金钱451 技术分16 注册时间阅读权限70帖子精华0积分451UID8813
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技术分16 金钱451 最后登录
只能飞线调试了
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本帖最后由 striver 于
19:11 编辑
飞线调试？您能不能讲的具体一些，谢谢！
由于初学，感觉好多DSP的资源或者接口不会用，比如，上面的例子，虽然，我用了数据总线，但是对于DSP到那个地址去读数据还不是很清楚，而且看到好多人外扩芯片时，都用地址线产生片选信号，但我是用GPIO直接片选（还不确定是否真的选通了），至此相关不知可否指点一二？
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success189858
& &首先非常感谢！我测了一下CONSTA的电平，发现当程序运行时它处在1.5V，对于AD7656是盲区，当我不运行程序直接测量，2.6V，很奇怪？您先指导一下，我再摸索一下，再不行，我给您打电话咨询，只是不知您一般啥时候方便？
最后登录在线时间20 小时金钱100 技术分0 注册时间阅读权限50帖子精华0积分100UID22608
DSP中学生, 积分 100, 距离下一级还需 100 积分
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第一：我记得AD7656的转换信号是边沿触发，第二：数字接口驱动是3.3V 好像叫做VDRIVE电压，第三，你看看BUSY信号是否有变化
最后登录在线时间43 小时金钱100 技术分1 注册时间阅读权限50帖子精华0积分100UID335490
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我也来看看
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我也有同样的问题想问？？
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我也有疑问，哪位大侠给个具体的实例。讲解下啊
最后登录在线时间8 小时金钱42 技术分0 注册时间阅读权限30帖子精华0积分42UID17368
DSP小学生, 积分 42, 距离下一级还需 8 积分
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真希望牛人能给我们讲解讲解。。。
包括AD7606...
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真希望牛人能给我们讲解讲解。。。
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电力系统中多通道同步采样ADC（AD7606）与浮点DSP（ADSP-21479）通信的设计与实现
4.&测试结果和结论
DSP软件设置50K的采样信号，对8个通道的数据进行同时采样。各模拟通道输入信号分别为：通道5连接1KHz正弦波，其余通道接地。
4．1 测试结果
1) 利用VDSP5.0++ 的plot窗口(VDSP-&View-&Debug Windows-&Plot)观察5通道数据，
1. 通道5提取到1KHz正弦波;
&4．2 结论
这种连接方式只使用DSP的一个串行SPORT口即可同时读取8路ADC的数据。但由于8路数据都通过一路数据输出给DSP，而AD7606支持的最高串行时钟频率有限，模数转换还要占用一部分采样周期，因此串行输出的连接下，AD7606不能工作在最高200KSPS采样率下。
根据AD7606数据手册，AD7606的SCLK上限为23.5MHz。FLAG信号驱动CONVST A/B信号，单路串行输出八通道数据。不考虑转换时间最高采样率可达/（16&8）=183.5kHz，由于每个周期数据转换将消耗一定时间，所以实际无法达到此速度。假设采样周期用Tconvst表示，根据AD7606数据手册，模数转换时间为3.45us，所以 Tconvst-3.45us代表采样周期中传输数据的时间。八通道总数据量为128个时钟周期，所以(Tconvst-3)/128近似为每bit数据的时钟周期。由于SCLK最大为23.5MHz，据此可以推算出此模式下最高采样频率：
(Tconvst(max)-3.45)/128 = 1/23.5
Tconvst(max)&8.89us
即最高采样率为1/ Tconvst(max) = 112KSPS
同理可知,若采用两口同时输出转换数据，即启动2个SPORT分别读取8个通道的数据，实际最高采样率能达到161K SPS。
当AD7606采用并行方式输出到DSP时，即可得到最高200KSPS采样率。
5.&DSP参考代码
1.&配置SRU
// This function will setup the SRU Registers
void InitSRU(void)
&//Generating Code for connecting : SPORT0_CLK to DAI_PIN1
&SRU (HIGH, PBEN01_I);
&SRU (SPORT0_CLK_O, DAI_PB01_I);
&//Generating Code for connecting : SPORT0_FS to DAI_PIN4
&SRU (HIGH, PBEN04_I);
&SRU (SPORT0_FS_O, DAI_PB04_I);
&//Generating Code for connecting : DAI_PIN5 to SPORT0_DA
&SRU (LOW, PBEN05_I);
&SRU (DAI_PB05_O, SPORT0_DA_I);
&//Generating Code for connecting : FLAG4 to DPI_PIN1
&SRU (HIGH, DPI_PBEN01_I);
&SRU (FLAG4_O, DPI_PB01_I);
&//Generating Code for connecting : FLAG5 to DPI_PIN2
&SRU (HIGH, DPI_PBEN02_I);
&SRU (FLAG5_O, DPI_PB02_I);
2.&IRQ1& BUSY中断服务程序
void AD7606_BUSY_IRQs(int sig_int)
&interrupt(SIG_SP0,Count_SPORT0_RX_IRQs);
#ifdef DMA&
&* (volatile int *)SPCTL0 =( SPEN_A | SLEN32 | ICLK | IFS | LAFS |& SDEN_A | FSR& | DITFS| LFS );&
#ifdef CORE
& * (volatile int *) SPCTL0 =( SLEN16 | ICLK | IFS | FSR | LAFS | LFS | DITFS);
& *(volatile int *) SPCTL0 |=SPEN_A ;
3.&SPORT初始化程序
void init_sport(){
&&* (volatile int *) SPCTL0 = 0;
&&* (volatile int *) SPCTL1 = 0;
&&* (volatile int *) SPMCTL0 = 0;&
&&* (volatile int *) SPMCTL1 = 0;&
SPORT_DMA_setup:
&&* (volatile int *) IISP0A =(int)rx_buf0
&&* (volatile int *) IMSP0A = 1;&&&&&&&&&
&&& &* (volatile int *) CSP0A = CHNUM;
&&//configure the sport &&
&&/* CLKDIV0=[fCCLK(266 MHz)/4xFSCLK(17 MHz)]-1 = 0x0005 */
&&/* FSDIV0=[FSCLK(10 MHz)/TFS(2 MHz)]-1 = 31 = 0x001F */
&&//13m hz&1m&& 0x;&&&&&&&
&&&/* Configure SPORT0 as a reciever (Rx) */
&&* (volatile int *) DIV0 = 0x001F0005;&
&&& &&&&&&
4.&SPORT 中断程序
void Count_SPORT0_RX_IRQs(int sig_int)
&SP0I_counter++;&
#ifdef CORE&
&rx_buf0a[(SP0I_counter-1)*CHNUM]=(short)(*pRXSP0A);
&* (volatile int *) SPCTL0 =0;
&finished=1;
#ifdef DMA&
&& if(SP0I_counter==1024){
&&* (volatile int *) IISP0A =(int)rx_buf0
&&SP0I_counter=0;
&&* (volatile int *) IISP0A =(int)(rx_buf0a+ (SP0I_counter)*CHNUM);
&* (volatile int *) IMSP0A = 1;&&&&&&&&&
&&& * (volatile int *) CSP0A = CHNUM;
&interrupt(SIG_SP0,SIG_IGN);
经过反复的比较和遴选，《今日电子》和21ic中国电子网举办的2013年度产品奖正式揭晓…
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