[参考译文] ADS131M06：三相能量计分析

你好， 耶弗森，

RMS 噪声用于有效的分辨率计算、请参阅 M06数据表中的以下公式。 数据速率越高、噪声越高、有效分辨率越差或越低。 还有另一个规格、即无噪声分辨率、与峰峰值噪声一起考虑。 通常、无噪声分辨率(位)= 有效分辨率–2.7位。

单个代码(LSB)的大小可通过以下 公式计算：

您的原理图看起来很好、有差分电容器、但不存在推荐使用的共模电容器、请参阅以下常见问题解答中有关抗混叠滤波器设计和元件选择的详细信息：

[常见问题解答]Δ-Σ ADC 抗混叠滤波器组件选择

此致、

戴尔

您好，Dale。

将被测量的最高频率线为一条60Hz 的线。

完整周期的微秒数为1/60*10^6=16666.6666us 。

我假设使用的采样率为16k 采样/秒。 2个样本之间的周期(以微秒为单位)为1/16000 * 10^6 = 62.5微秒。

如果我进行除法16666.6666 / 62.5、结果~每个单个周期266.6样本、每个半周期大约133个样本。

采样率将为16kSPS、fCLKIN 将为8.192MHz、然后根据下图、OSR 将为256、有效分辨率为16位。

数据表第21/109页指出 fmod 为 Δ Σ 调制器频率、即 fCLKIN / 2、因此 fmod = 8.192MHz / 2 = 4.096MHz。

我已阅读您提供的链接。 请查看下图。 我知道 ODR 是多少、也就是256、但在 fc 的数据表中找不到"ADS131M06数字"的值。

在下面的第81/109页显示、1K 的电阻器和10nF 的 Cdiff 足以满足2 MHz 和8.2 MHz 之间的 CLKIN 频率、而我的 fCLKIN 将为8.192MHz。

继续到您提供的链接的末尾、它会显示 CCM 的计算。

CCM 可以计算为 Ddiff 除以10、然后 CCM 将为1nF。

这样我也许可以完成硬件设计的这一步、考虑到2个1K 串联电阻器、1个10nF 的 Cdiff 和2个1nF 的 Ccm。 我这样说是因为我对 ADC 架构的了解非常有限。  

然后、要继续、您已在下面发布了图片。

FSR = 150mV = 150.000uV = 150.000.000nV

2^23 = 8.388.608

150.000.000nV / 8.388.608 = 17.8813934326171875nV / LSB

现在谈谈其他方面、这是我们目前计划在固件上执行的操作。

对于每个相位、我们将有以下(最终)变量。

电压 RMS

电流 RMS

平均功耗

能源

对于每个相位、在1秒内将测量16.000次瞬时电压和电流。 我们需要计算上面每秒的这些参数、每秒更新一次。 对于同时进行的每个单独的电压和电流测量、将它们相乘可得到测量时的瞬时功率。 在1秒的周期内、每次测量瞬时电压和电流时、我们将它们取平方、并将它们全部相加、然后除以16.000、也就是用实际的读数、这样就可以得到1秒内 RMS 电压和 RMS 电流的值。 我们可以计算每个1秒周期的平均功率,方法是将所有瞬时功率测量/计算相加,除以16.000 ,或用实际读数数。 此外、在1秒的周期内、我们可以取1秒的平均功耗并添加到能量累加器中、将其除以3600 (3600秒为1小时)、这样我们就得到以 Wh 为单位的功耗值。  

此致。

你好， 耶弗森，

我将详细介绍、并尽快答复您。

此致、

戴尔

你好。

为您提供的最新信息。

这是我的电流原理图。

此致。

e2e.ti.com/.../6787.PCB_2D00_EM1_2D00_B.pdf

你好，耶弗森，

感谢您的信息。 请查看我的以下评论：

• 您的输入信号是+/-150mV、因此 FSR 计算 LSB 时应为2*150mV=300mV。
• 您的实际增益为8、因此可以参阅表7-2中增益=8时的有效分辨率(ER) 15.8位、而不是增益=4时的 ER。 正如您在表7-2中看到的、ER 越高、OSR 越高、噪声越低、ER 越高。  
• ADS131M06的数据表没有显示 fc 数字"、这是内部数字滤波器的带宽、但可以将 sinc 滤波器的带宽估算为"数据速率/(sinc 滤波器阶数+ 1)"。 由于 M06有一个 Sinc3滤波器、所以在您选择的16ksps 数据速率下、它等于4kHz。
•  差分滤波器的带宽(FC-DIFF)约为8kHz、具体取决于您选择的1k Ω 电阻器和10nF 电容器、这低于常见问题解答中的建议值。
• 您的原理图看起来很不错。 您还可以参阅 EVM 用户指南中的 M08EVM 板原理图。

Degards,

戴尔

Dale、您好、谢谢！

如果您认为原理图看起来不错、那么我将保留此原理图。

您能否计算转换结果的 uV 或 nV/LSB 等效值、并告诉我？ 然后、我可以在此处进行计算、以检查我是否获得相同的结果。 我想这是我的最后一个问题。

此致、

你好，耶弗森，

计算结果是正确的、因为您使用了 2^23、而不是 2^24、但 FSR 是满量程范围、在本例中实际上为300mV。

• FSR =2*150mV=300mV
• 2^24 = 16777216
• 1 LSB = FSR / 2^24 = 300mV / 16777216 = 17.88nV  

此致、

戴尔

您好，Dale。

非常感谢。