高采样率的瞬态电能质量信息采集模块

摘要

一种高采样率的瞬态电能质量信息采集模块，包括逐级连接的输入接口、调理电路(采用电流钳输入信息的，无调理电路)、保护电路、采集控制模块和输出接口，输入接口包括设有八路采集通道的信号输入模块，调理电路包括互感器模块，保护电路包括EMC抗干扰模块和耐压保护模块，采集控制模块是设有FPGA模块作为主控单元的采集控制模块，其连接在ADC模块与输出接口之间，使采样频率最高为102.4kHz，各路采集通道的同步采集的时间精度误差最大为1μs。本发明的信息采集模块是瞬态电能质量监测／采集装置的前端采集模块，接口简单，集成方便，采样率高，数据同步性好，能够准确提取瞬态电能质量信息，可用于瞬态电能质量监测装置。

主权项

一种高采样率的瞬态电能质量信息采集模块，包括逐级连接的输入接口、调理电路、保护电路、采集控制模块和输出接口，所述采集控制模块包括输入端分别与所述保护电路和所述输出接口连接的模拟数字转换ADC模块、以及输入端与所述ADC模块连接、输出端与输出接口连接的复杂可编程逻辑器件CPLD，所述ADC模块包括A／D转换器及其外围电路，用于控制各路采集通道的采样率，稳定可靠地采集数据和转换数据，所述CPLD用于译码及逻辑控制输出，接收同步信号供给ADC模块，对ADC模块实现采集时序控制，同步采集来自输入接口的多路通道数据，其特征在于：所述调理电路包括互感器模块，所述互感器模块包括电压互感器、电流互感器，其功能是将输入接口采集的八路含有瞬态电能质量信息的模拟量电压信号和电流信号转换为模拟量信号输入板能接受的八路3.53V电压信号；所述保护电路包括由电容、磁珠、瞬变抑制二极管TVS管组成的电磁兼容EMC抗干扰模块和耐压保护模块，所述保护电路的功能是对输入所述ADC模块的含有瞬态电能质量信息的模拟量电压信号和电流信号提供EMC抗干扰与耐压保护；所述采集控制模块是设有现场可编程门阵列FPGA模块作为主控单元的采集控制模块，所述FPGA模块连接在所述ADC模块与所述输出接口之间，用于与所述CPLD联合控制所述ADC模块进行数据采集并缓存，使采样频率最高为102.4kHz，根据外部传入的IGIB‑B码信号对瞬态电能质量采样数据的进行高精度对时处理，减小板卡内长期的时间误差积累，使各路采集通道的同步采集的时间精度误差最大为1μs，所述ADC模块一次采样结束后，所述FPGA通过读操作读取所述ADC模块的数据，根据ADC模块产生的忙信号以及采集地址的选择信号输入地址线产生控制ADC的片选CS信号，接收写信号以及输出地址线信号驱动发光二极管LED输出，作为相应测试或工作状态的指示。