[发明专利]一种模数转换采样电路和计量芯片

说明书

技术领域

本发明涉及计量领域，尤其涉及一种模数转换采样电路和计量芯片。

背景技术

我国是一个电能表应用大国，每年全国需求约3000万台，目前我国的电能表主要有机械表、机电一体化电能表和全电子电能表。全电子电能表的计量装置主要是由专用的计量芯片和外围相关硬件电路来构成，随着电子工艺的发展与进步以及电能表技术的发展，专用的计量芯片的可靠性、稳定性、经济性都有了极大的提高。

目前主流的电能计量芯片，内部采用模数转换器（Analog to Digital Converter，简称ADC）采样电路、算术逻辑电路和控制电路的结构。计量芯片使用算术逻辑电路处理模数转换采样电路采集的电流与电压的信号，而获取相应的功率、有效值与其它电参量信息，同时输出与电能量相关的脉冲信号。

通常，模数转换采样电路包括：调制器、数字滤波和抽取单元、延时单元。其中，延时单元用于调整调制器输出的数字信号的相位，为了实现准确的相位校正，延时单元校正的最小时间间隔与调制器的采样时钟周期相等，同时为了满足最大相位校正的需求，模数转换采样电路内的延时单元电路设计的非常庞大，使得模数转换采样电路的面积、制造的难度和成本都比较大。

目前，计量芯片中的算术逻辑电路主要包括电压频率及相角测量电路、功率测量电路和电压、电流有效值测量电路。其中，电压频率及相角测量多采用软件方式实现，功率、电压、电流有效值的测量电路相互独立设置分别测量不同的电参量，大量的电参量测量电路使得计量芯片的面积和功耗都比较大，成本较高。

发明内容

本发明提供一种模数转换采样电路和计量芯片，用以解决现有模数转换采样电路的延时单元电路庞大及计量芯片内众多的测量电路导致的计量芯片面积、功耗、制造难度和成本都比较大的问题。

本发明的一个方面提供一种模数转换采样电路，其特征在于，包括：调制器，数字滤波和抽取单元，相位校正电路；所述相位校正电路包括第一延时单元和第二延时单元，所述第一延时单元分别与所述调制器的输出端、所述数字滤波和抽取单元的输入端连接，所述第二延时单元与所述数字滤波和抽取单元的输出端连接。

本发明的另一个方面提供一种计量芯片，其特征在于，包括：三个模数转换采样电路，分别与所述三个模数转换采样电路连接的第一电参量测量电路；

所述三个模数转换采样电路，用于分别对输入的电压信号、火线电流信号、零线电流信号进行采样，并将采样得到的电压信号、火线电流信号、零线电流信号分别输出到电压输出端、火线电流输出端、零线电流输出端；

所述第一电参量测量电路，用于根据所述采样得到的电压信号、火线电流信号、零线电流信号进行计算，得到电压频率的对应值、电压与火线电流的相角的对应值、电压与零线电流的相角的对应值。

本发明提供的模数转换采样电路，通过分别对调制器和数字滤波和抽取单元输出的数字信号进行延时控制，使得可以减少模数转换采样电路内的延时触发器的数量，进而减小模数转换采样电路的面积，降低模数转换采样电路的制造难度、成本和功耗，另外，本发明提供的计量芯片采用硬件电路实现电压频率及相角的测量，降低了计量芯片的制造难度，节省了计量芯片的制造成本。

附图说明

图1为现有技术提供的模数转换采样电路结构示意图；

图2为本发明提供的模数转换采样电路实施例结构示意图；

图3为本发明提供的计量芯片实施例一结构示意图；

图4为图3所示的计量芯片实施例一中第一电参量测量电路的结构示意图；

图5所示为图4所示的第一电参量测量电路的信号原理图；

图6所示为本发明提供的计量芯片实施例二的结构示意图；

图7为图6所示的计量芯片实施例二中第二电参量测量电路的结构示意图；

图8所示为本发明提供的计量芯片实施例三的结构示意图；

图9为图8所示的计量芯片实施例三中第三电参量测量电路的结构示意图；

图10所示为本发明提供的计量芯片实施例四的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。