DSP三相电能测量单元硬件设计(4)
ADE7878还可以进行视在功率的计算，视在功率被定义为最大功率，它可以传到负载。这表明视在功率可以从电压有效值和电流有效值的乘积获得，给出表达式2.17：
(2.17)
2.2 测量芯片与控制芯片通信原理分析
ADE7878芯片具有一个高速数据捕获接口HSDC，在上电或硬件复位后,通过SS引脚上连续地拉高置地三次,ADE7878则进入SPI通讯模式，其最高的通讯速度为2.5MHz. 主模式HSDC接口的最高的通讯速度为8MHz, 可以采集电压、电流瞬时值以用于计算各项电力参量, HSDC模式可以配置成只传送三相电流＋零线电流＋三相电压模式，也可以配置成只传送九相功率瞬时值（在8MHz的时钟下最快通讯耗时=16*32/8MHz=64us）可以和控制模块的ARM芯片的SPI口连接，将处理好的各项电参数数据高速传输到控制芯片中，以32位ARM7为内核的单片机可根据需求完成相应的数据处理和各项操作，如完成外围芯片控制、键盘输入和显示工作等[7]。
2.3本章小结
本章首先介绍了测量芯片采样通道的特性，然后介绍了测量芯片对于电压、功率等电量参数的计算原理，最后介绍了测量芯片与控制芯片之间SPI通信的流程。
3.系统总体设计分析
系统总体设计是确定能满足系统设计需求的总体方案的环节，因此在展开具体工作之前，必须要知道“做什么”的问题，即需要分析系统的设计需求，这样后面的工作才会有目的性和针对性，而不是盲目地凭空想象。本章从分析三相电能测量系统设计需求入手，规划并确定系统的总体结构。
3.1设计需求分析
通过对测量系统的功能进行分析与理解，采用一系列的方法和技术，将实际的需求逐步精确化、完全化、一致化，最终形成系统的设计需求。设计需求是系统总体设计的思想，系统设计中的每一步骤都必须以系统的设计需求为指导。
三相电能的测量与分析在现阶段日益显得重要，考虑到电网经营管理改进和计量新技术应用等要素，电能表市场发展迅猛，中国目前已成为世界电能计量行业最具有活力的市场。电能表市场需求正迈向前所未由的高速增长期，电能测量设备也从普通功能型向长寿命、高精度、分时段、多功能、网络化等高科技含量和高附加值的方向发展。本论文设计测量系统其测量芯片ADE7878是ADI公司推出的三相高精度多功能电能计量芯片，超越了工业上对电能计量0.2级表的精度和动态的要求。ADE7878的电压和电流通道为24bit Σ-△型ADC，电压和电流有效值在动态范围为1000：1的动态下小于0.1%，电能在动态1000：1下小于0.1%，在动态3000：1下小于0.2%[7]。所以本系统可满足目前对三相电能测量高要求的情况。通过以上分析，测量系统必须具备以下功能。
（1） 交流采集功能
交流采集功能是指对线路交流电流和交流电压的实时采集能力，传统的采样技术为直流采样技术，其精度和稳定性受外界因素影响较大，且测量误差较大。与之相比，交流采集技术的优势在于计算灵活，响应快，精度高等。并且交流采样可以对周期波的采样点增多，从而达到所要求的测量精度。
（2） 信号调理功能
ADE7878有七路电流电压模拟量输入，电流通道由四对差分电压输入，电压通道具有三路单端电压输入通道，这些输入端的最大输入电压变化范围均为±0.5V。所以根据芯片通道的测量范围要求，采集到的信号要经过一定的分压限流调整才能送到芯片引脚。
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