采样电路的双基准互检参数检测电路及电能计量芯片制造技术

本实用新型专利技术提供采样电路的双基准互检参数检测电路及电能计量芯片。所述电路包括：采样电路，使用差分输入电路获得采样电压；模数转换器，转换采样电压为数字电压信号输入到信号处理器；基准信号源，接入采样电路，输出电压信号到频率处理模块；频率处理模块，转换电压信号成包含频率信号的时钟信号，降频后输入到比较器；基准时钟，输入基准时钟信号到比较器；比较器，比较时钟降频信号和基准时钟信号，比较结果输入信号处理器；信号处理器，基于比较结果处理数字电压信号，实现电能计量及故障检测。本实用新型专利技术用差分采样电路抑制共模干扰提高计量精度和抗干扰能力；基准源电信号确定电路参数变化；基准时钟和基准信号源互检增加了系统可靠性。

Dual Benchmark Mutual Check Parameter Detection Circuit of Sampling Circuit and Electric Energy Metering Chip

The utility model provides a dual benchmark mutual detection parameter detection circuit of a sampling circuit and an electric energy metering chip. The circuit includes: sampling circuit, using differential input circuit to obtain sampling voltage; analog-to-digital converter, converting sampling voltage to digital voltage signal input to signal processor; reference signal source, accessing sampling circuit, output voltage signal to frequency processing module; frequency processing module, converting voltage signal to clock signal containing frequency signal, and input to comparison after frequency reduction. Reference clock, input reference clock signal to comparator; comparator, compare clock down-frequency signal and reference clock signal, compare the results of input signal processor; signal processor, based on the results of comparison, process digital voltage signal, realize energy metering and fault detection. The utility model uses a differential sampling circuit to suppress common mode interference and improve measurement accuracy and anti-interference ability; the reference source electric signal determines the variation of circuit parameters; and the mutual detection of the reference clock and the reference signal source increases the reliability of the system.

【技术实现步骤摘要】
采样电路的双基准互检参数检测电路及电能计量芯片
本技术涉及asic(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，集成电路定制)
，具体涉及采样电路的双基准互检参数检测电路及电能计量芯片。
技术介绍
在智能电表领域，计量精度和可靠性至关重要，而这直接受电压和电流检测的影响，电压的检测一般使用分压电路，电流检测一般使用锰铜、电流互感器等。专利技术人发现，在实际应用中，受环境因素影响，比如温度、大电流、电磁场等，容易使采样电路的参数发生改变，特别在目前采样电路中，对共模干扰基本没有抑制能力，造成电压测量出现误差，最终导致电能计量出现误差。而且，由于其在线监控和校准原理均基于基准源是恒定不变的，若基准源发生了偏移，则会出现错误的校准结果，导致电能误计量出现误差。专利技术人还发现，在计量芯片中，芯片时钟的频率直接影响着采样、电能计量精度。一般情况下，该时钟频率是稳定可靠的，但是不排除一些情况下，时钟频率发生了变化，这同样也会导致电能误计量的问题。因此实时监控采样电路的参数，保证计量精度在允许的范围成了如今迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供采样电路的双基准互检参数检测电路及电能计量芯片，以解决采样电路的参数在线监控和自校准电路中的共模干扰问题、基准源和基准时钟的可靠性问题，以及由此造成参数测量出现误差，最终导致电能计量误差的问题。本技术实施例提供一种采样电路的双基准互检参数检测电路，包括：采样电路，使用差分输入电路获得采样电压；模数转换器，转换所述采样电压为数字电压信号，将所述数字电压信号输入到信号处理器；基准信号源，接入所述采样电路，输出电压信号到频率处理模块；所述频率处理模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，再进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到比较器；基准时钟，计量所述参数检测电路的时钟，将基准时钟信号输入到所述比较器；所述时钟包括外部晶体产生的OSC(oscillator，晶振)时钟或内部RC时钟(RC振荡电路时钟)；所述比较器，将所述时钟降频信号和所述基准时钟信号进行比较，将比较结果输入所述信号处理器；所述信号处理器，基于所述比较结果，对所述数字电压信号进行处理，实现电能计量及故障检测。进一步地，所述频率处理模块包括：压频模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，输入所述时钟信号到分频器；所述分频器，将所述时钟信号进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到所述比较器。进一步地，所述基准信号源的频率大于电网频率且不是所述电网频率的整数倍。进一步地，所述采样电路包括第三电阻R0、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2。进一步地，所述基准信号源包括基准电压源，其中，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2串联后与所述第一电容C1并联，并联后的电路与所述第三电阻R0串联采集电网N线和L线之间电压；所述基准电压源一端连接第一电阻R1、第二电阻R2的连接点，另一端连接到电源地。进一步地，所述基准信号源包括基准电流源、检测模块，其中，所述第三电阻R0连接在电网L线与电源地之间，所述第一电阻R1的一端连接在所述第三电阻R0与L线的连接点，所述第二电阻R2的一端连接在所述第三电阻R0连接所述电源地的一端，所述第一电阻R1、第二电阻R2的另一端分别经过所述第一电容C1、第二电容C2后连接所述电源地；所述检测模块与所述第三电阻R0并联连接，所述基准电流源与所述检测模块连接，经所述检测模块输出电压信号到频率处理模块。进一步地，所述模数转换器的一端连接在所述第一电阻R1、所述第一电容C1的连接端；所述模数转换器的另一端连接在所述第二电阻R2、所述第二电容C2的连接端。本技术实施例还提供一种电能计量芯片，包括：模数转换器，转换采样电压为数字电压信号，将所述数字电压信号输入到信号处理器；基准信号源，接入采样电路，输出电压信号到频率处理模块；所述频率处理模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，再进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到比较器；基准时钟，计量所述参数检测电路的时钟，将基准时钟信号输入到所述比较器；所述时钟包括外部晶体产生的OSC时钟或内部RC时钟；所述比较器，将所述时钟降频信号和所述基准时钟信号进行比较，将比较结果输入所述信号处理器；所述信号处理器，基于所述比较结果，对所述数字电压信号进行处理，实现电能计量及故障检测。进一步地，所述频率处理模块包括：压频模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，输入所述时钟信号到分频器；所述分频器，将所述时钟信号进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到所述比较器。进一步地，所述基准信号源包括基准电压源或包括基准电流源与检测模块的组合。本技术的技术方案，采样电路部分使用差分电路，能够有效抑制共模干扰，提高计量精度和抗干扰能力；通过检测采样电路上由基准源产生的电信号特征，来确定采样电路的参数是否发生了变化；同时，使用基准时钟和基准电压、电流源进行互检，增加了系统的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一实施例提供的采样电路的双基准互检参数检测电路组成示意图；图2是本技术另一实施例提供的采样电路的双基准互检参数检测电路组成示意图；图3是本技术一实施例提供的电能计量芯片组成示意图；图4是本技术另一实施例提供的电能计量芯片组成示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本技术技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。其只是包含了本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本技术的各种变化获得的其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1是本技术一实施例提供的采样电路的双基准互检参数检测电路组成示意图，所述电路包括采样电路11、模数转换器12、基准电压源13、频率处理模块14、基准时钟15、比较器16、信号处理器17。采样电路11使用差分输入电路获得采样电压。模数转换器12转换所述采样电压为数字电压信号，将数字电压信号输入到信号处理器17。基准电压源13接入采样电路11，输出电压信号到频率处理模块14。频率处理模块14将电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，再进行降频得到时钟降频信号，输入时钟降频信号到比较器16。基准时钟15计量所述参数检测电路的时钟，将基准时钟信号输入到比较器16，所述时钟包括外部晶体产生的OSC时钟或内部RC时钟。比较器16将时钟降频信号和基准时钟信号进行比较，将比较结果输入信号处理器17。信号处理器17基于比较结果对数字电压信号进行处理，实现电能计量及故障检测。频率处理模块14包括压频模块141、分频器142。压频模块141将电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，输入时钟信号到分频器14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采样电路的双基准互检参数检测电路，包括：采样电路，使用差分输入电路获得采样电压；模数转换器，转换所述采样电压为数字电压信号，将所述数字电压信号输入到信号处理器；基准信号源，接入所述采样电路，输出电压信号到频率处理模块；所述频率处理模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，再进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到比较器；基准时钟，计量所述参数检测电路的时钟，将基准时钟信号输入到所述比较器；所述时钟包括外部晶体产生的OSC时钟或内部RC时钟；所述比较器，将所述时钟降频信号和所述基准时钟信号进行比较，将比较结果输入所述信号处理器；所述信号处理器，基于所述比较结果对所述数字电压信号进行处理，实现电能计量及故障检测。

【技术特征摘要】
2018.09.19 CN 20182153153091.一种采样电路的双基准互检参数检测电路，包括：采样电路，使用差分输入电路获得采样电压；模数转换器，转换所述采样电压为数字电压信号，将所述数字电压信号输入到信号处理器；基准信号源，接入所述采样电路，输出电压信号到频率处理模块；所述频率处理模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，再进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到比较器；基准时钟，计量所述参数检测电路的时钟，将基准时钟信号输入到所述比较器；所述时钟包括外部晶体产生的OSC时钟或内部RC时钟；所述比较器，将所述时钟降频信号和所述基准时钟信号进行比较，将比较结果输入所述信号处理器；所述信号处理器，基于所述比较结果对所述数字电压信号进行处理，实现电能计量及故障检测。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述频率处理模块包括：压频模块，将所述电压信号转换成包含频率信号的时钟信号，输入所述时钟信号到分频器；所述分频器，将所述时钟信号进行降频得到时钟降频信号，输入所述时钟降频信号到所述比较器。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述基准信号源的频率大于电网频率且不是所述电网频率的整数倍。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样电路包括第三电阻R0、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2。5.根据权利要求4所述的电路，其中，所述基准信号源包括基准电压源，其中，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2串联后与所述第一电容C1并联，并联后的电路与所述第三电阻R0串联采集电网N线和L线之间电压；所述基准电压源一端连接第一电阻R1、第二电阻R2的连接点，另一端连接到电源地。6.根据权利要求4所述的电路，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志勇，张震，张明雄，
申请(专利权)人：钜泉光电科技上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31