一种STATCOM信号采集模块设计

。

(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10μF和100μF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。

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(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。

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3 硬件电路设计

3.1 电压电流互感器

传感器使用电压电流互感器，电压互感器型号为LCTV31CE，电流互感器为LCTA24D。LCTV31CE是一种电流型电压变换器，其输入电压最高可达1 000 V，额定电流2 mA，输出电压则取决于所用的运算放大器，最高输出电压为运放电源电压的1/2，系统电压互感器与运放连接电路如图4所示，Vout=I2R2。LCTA24D-50 A/62.5 mA电流互感器，其额定输入电流50 A，额定输出电路62.5 mA，额定采样电压取决于所用的预算放大器，最高输出电压为运放电源电压的1/2，电流互感器与运放连接电路如图5所示，Vout=I2R2。

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3.2 信号调理

由AD7606-6的内部结构和芯片特性可知，与传统的模数转换芯片不同，其内部的信号调理电路中，加入了低噪声高输入阻抗的信号调理电路，而等效阻抗完全独立于采样频率且为固定值1 MΩ。同时，模拟输入端集成了具有40 dB抗混叠滤波器，无需添加额外的外部驱动和滤波电路。因为互感器输出的电流往往较小，且互感器直接接A/D会产生较大的相移，为使输入信号电压与AD7606-6模拟输入电压匹配，互感器输出信号经运算放大器OPA2132放大至5-6 V，调理电路如图4和图5所示。

3.3 AD7606-6与TMS320F2812接口设计

STATCOM系统采用TMS320F2812作为主控芯片控制两片AD7606-6。TMS320F2812是TI公司的一款基于Flash的工业级32位定点DSP，其内核是针对工业需求所设计，主频能达到150 MIPS，单周期32×32位MAC;拥有EVA、EVB事件管理器，具有强大是事件处理功能，如中断、定时、PWM输出等;再加上丰富的外设接口，如CAN、SCI等，使其成为当前工控领域主流的控制芯片。

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双片AD7606-6与TMS320F2812接口电路如图6所示。两片A/D的并行数据输出口直接连接到DSP的数据线XD[15：0];DSP的GPIOA[15：13]与OS[2：0]，控制过采样倍率;GPIOB8连接AD7606-6(1)的片选端

，GPIOB9连接AD7606-6(2)的片选端，用于控制数据读取先后; 和GPIOB10经或门连接到两片A/D的读使能信号 ，每向A/D 发个低电平读取一个输入通道的转换数据;PWM7连接A/D的CONVST A&B，用于启动A/D采样并转换。两片A/D的BUSY信号经或门连接到DSP的外部中断接口 ，当两片A/D数据转换完成，两个BUSY变为低电平时，给 中断信号，告诉DSP可以读取数据。

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4 同步采样软件设计

采用软件部分主要实现主控芯片DSP对AD7606-6的控制，完成对电网电量参数的采集。为方便数据处理，在每个工频周期内采集128个数据点，用DSP自带的捕获单元完成电网周期的计算，假设电网周期为T，则每隔T/128时间给CONVST A&B一个触发脉冲，启动A/D采用并转换。触发脉冲由PWM7提供，每个转换周期结束，根据最新获得的周期值修改PWM输出的占空比，即可实现在不同的频率内都能采集到128个数据点。

当转换结束，BUSY信号变成低电平给DSP一个外部中断信号