來揚直流電阻測試儀挑戰(zhàn)高**度
**度是計量應(yīng)用獲得成功的關(guān)鍵,因為服務(wù)提供商絕不會采用無法準確測量的儀表。**度對于電表應(yīng)用來說尤為重要,因為與天然氣/水流量表模型相比,電表更加依賴模擬片上組件。通常,電表使用片上ADC測量電流和電壓的電平(因為片外ADC會增加*終解決方案的價格)。另一方面,燃氣流量計使用片外傳感器感應(yīng)氣體流的速度。
這些傳感器能夠以一系列脈沖的形式提供數(shù)字輸出,這些輸出與流速成正比。由于這些傳感器一般都采用數(shù)字接口,因此整體精度對SoC的依賴性較低,更多地依賴于外部傳感器。
另一方面,對于電能計量,**度取決于兩個方面:輸電線如何與儀表相接(使用變壓器、傳感器、Rogowski線圈等)以及片上AFE(模擬前端)對電壓和電流的測量精度。
直流電阻測試儀因此,對于燃氣/水流量表來說,精度在很大程度上取決于所連接的傳感器的精度。對于電表,精度取決于兩個因素:SoC的AFE以及SoC的片外模擬接口。下面我們將逐個進行討論。
模擬前端(AFE)從客戶的角度來說,AFE的精度是*重要的因素。通常情況下,ADC的結(jié)果決定SoC的可擴展性。
模擬系統(tǒng)的精度主要取決于ADC的選擇。Σ-Δ ADC和逐次逼近(SAR)ADC是計量應(yīng)用中*常用的,這兩種ADC都有其各自的優(yōu)缺點。SAR ADC使用逐次逼近算法,Σ-Δ ADC使用過采樣技術(shù)對輸入進行采樣,并執(zhí)行轉(zhuǎn)換。SAR ADC非常適用于功率敏感型應(yīng)用。
直流電阻測試儀然而,它們可能不適合在非常嘈雜的環(huán)境中使用。因此,根據(jù)ADC的性能和用例環(huán)境,可以在ADC輸入端使用低通濾波器過濾噪聲。同時,與Σ-Δ ADC相比,它們還具有較低的穩(wěn)定時間-穩(wěn)定ADC以給出準確轉(zhuǎn)換值所需的時間。
因此,SAR ADC更加適用于需要快速切換輸入通道的應(yīng)用,快速切換通道會導(dǎo)致快速改變輸入電平。Σ-Δ ADC需要高頻率時鐘,從而縮短穩(wěn)定時間。因此,這會提高解決方案的*終成本并增加功耗。
負載線接口能耗計算需要在電流和電壓值之間執(zhí)行多次乘法和加法運算。確定輸入負載電壓很容易;然而,確定電流消耗的確有些困難。
家庭/工業(yè)/建筑物消耗的總電流不能饋送到芯片。然而,可以確定一個比例值(電流或電壓)并饋送到AFE,然后使用ADC進行測量。
電流和電壓測量的比例因子是不變的,因此可以進行適當?shù)挠嬎?。這種“電流測量”過程的一個限制是需要有能夠直接測量電流的低成本ADC。
另一種選擇是使用已知的負載電阻將該電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓,然后通過ADC測量該電壓,它對應(yīng)于實際的電流消耗。這為電流測量提供了更可行的低成本解決方案,并且有各種技術(shù)可用于電流測量。一些使用*廣泛的技術(shù)包括-分流電阻器、Rogowski線圈、電流互感器。
分流電阻器技術(shù)使用放置在負載電流線路上的?。ǚ至鳎╇娮杵鳌.斬撦d電流通過該電阻時,會形成一個小的電壓降。這個電壓降作為輸入饋送到AFE中,后者可以測量相應(yīng)的電流消耗。