DSP在電能表中的應(yīng)用(04-100)

　　首先對電壓電流輸入信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和RC濾波網(wǎng)絡(luò)濾波，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序中讀出每次轉(zhuǎn)換的結(jié)果，作為數(shù)字低通濾波的輸入。DSP的輸入是A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號，DSP對輸入的數(shù)字信號進(jìn)行處理，并經(jīng)過一定的計算和轉(zhuǎn)換得到相應(yīng)的能量。在DSP處理器中是按以下式進(jìn)行運(yùn)算的：

　　·電壓測量(有效值)計算式：

式中：U－電壓有效值，n－每周期采樣點數(shù)，uk—電壓采樣值。

　　·電流測量(有效值)計算式
　　
　　

式中：I－電流有效值，n－每周期采樣點數(shù)，ik－電流采樣值。

　　·單元件有功功率計算式

式中： P－單元件有功功率，n－每周期采樣點數(shù)，uk－元件上電壓采樣值，ik－元件上電流采樣值。

　　·單元件無功功率計算式

式中：Q－單元件無功功率，n－每周期采樣點數(shù)，uk－元件上電壓采樣值，ik－元件上電流采樣值(移相后)。

　　·三相四線三元件有功功率計算式：

式中：PS－三相有功功率，Pk－(i=A,B,C)各相有功功率。

　　·三相四線三元件無功功率計算式：

　　式中：QS－三相無功功率，Qk－(i=A,B,C)各相無功功率。

　　數(shù)字濾波的設(shè)計

　　數(shù)字濾波器運(yùn)算結(jié)構(gòu)的不同，將會影響系統(tǒng)運(yùn)算的精度、誤差、速度和經(jīng)濟(jì)性等性能指標(biāo)。在一般情況下，都要求使用盡可能少的常數(shù)乘法器和延遲器來實現(xiàn)系統(tǒng)，并要求運(yùn)算誤差盡可能小。我們主要采用FIR結(jié)構(gòu)的滑動平均濾波器，滑動平均濾波器的Z變換為：