[发明专利]数字运算的集合型电子电度表

说明书

一种采用数字运算的集合型电子电度表，属于电参量测量领域。

现时之电子电度表，主要有两种运算方式：一种是采用A/D与微处理机组合，利用微处理机的软体和处理能力实现乘法和积分及其它操作，然而这一方式需要12bit以上的A/D方能达到一级表的基本精度要求，同时也要求微处理机有相当的计算、处理能力，一般仅限于高价的校正仪等采用，在多用户场合更要求高速A/D和高性能微处理器，两者均较高价;另一种是采用模拟乘法器，如专利申请号93215591.X的申请中表述的结构，虽然结构精简，廉价，但包含很多的模拟器件，系统稳定性和环境适应性较难保证，不利于集成化和自动调试。

本发明的目的是提供一种类似于93215591.X申请的集合型结构，但采用数字运算的集合型电子电度表，具有更多共用部分，用数字器件代替模拟器件，将模拟器件减至更少，以利于集成化和自动化。

本发明通过充分利用另一相关发明-《PWM、PFM信号的运算、处理方法及装置》中的乘法和积分方法及装置，实现系统的数字化。

本发明的技术方案是：

1、电流和电压模拟信号可通过脉冲宽度调制（即PWM）或脉冲频率调制（即PFM）转换为脉冲化电流和电压信号，产生对应的脉冲化调宽脉冲（PWM波）或调频脉冲（PFM波），在电能运算器中实现乘法和积分，并输出电能信号;

若干同相电流信号可共用同一对应相脉冲化电压信号进行电能运算;

由于本发明仅使用《PWM、PFM信号的运算、处理方法及装置》中的乘法和积分部分用于电能运算，所以在此将该部分装置称为电能运算器;

2、若干电流信号或电压信号之PWM调制可共用若干个三角波信号，生成电流或电压信号之PWM波;

3、一个系统可有若干个三角波信号;若干三角波信号可由函数发生器产生，其频率或相位或幅度或对称性或零点可由系统数字信号控制;若干三角波也可由一般信号发生器产生;

4、若干脉冲化电流或电压信号可通过固定的或可随机设置的数字逻辑电路或电子开关再分配或再组合;

5、若干三角波信号发生器或PFM调制器可共用若干个基准电压源;

6、若干电能运算器或函数发生器或分配网络或时基或处理终端或其它电路可共用若干个时钟脉冲;

处理终端是指用于接收、处理电能信号的本地装置，可由各类微处理机或门阵列或其它数字逻辑电路构成，可具有包括电能校正、存储、显示、数据输出或输入、用户控制、识别等功能，并可包括控制漏电报警与断电模块，防偷电模块，电网数据采集与管理模块或其它附加模块的扩展功能。

其中数据输出或输入可通过通讯口与数据采集器（抄表器）连接，或直接联网，或IC卡或磁卡或条码卡之读写器等电子媒介实现。

7、若干电能运算器所输出电能信号之增益或零点或逼近折线参数或用户地址码或其它参数可由数字信号或由处理终端调整、设置、校正;系统的若干个参数或控制码可由外界数字信号调整、设置、校正;

8、若干电能运算器或函数发生器或分配网络或时基或处理终端或其它电路可集成于若干块集成电路上;

9、若干脉冲信号可由光电隔离器或电容器或电感器或声表面波器件或其它器件、电路实施电位隔离;

本发明通过将电压和电流信号脉冲化，从而可使用简单、价廉的数字运算方法实现高精度电能运算，并且充分利用数字化集合结构的特点，在节约多个可共用部分的同时实现高度集成化，使系统更简洁、可靠、自动化而价廉。

下面结合附图作进一步描述：

图1、集合型PWM调制器结构图;1为三角波发生器，可采用函数发生器，其零点、幅值、频率、相位、对称性等可由数字信号或处理终端设置、调校，Bus为数据和/或控制线，Vr为电压基准，可与系统基准共用;当然也可采用一般的三角波发生器，其各项参数可由模拟器件调校;2为比较器，极性不一定需如图所示，也可调换，Al，Ai，Aj，An为输入之电压或电流模拟信号，Pl，Pi，Pj，Pn为对应之PWM信号;各孤点表示类同省略部分;

图2、PFM调制器外引线图;3为PFM调制器，Ai为输入之电压或电流模拟信号，Pi为输出之PFM脉频信号，+/-线为方向指示线，用于交流信号的正负指示，也可Pi线和+/-线分别作正脉频和负脉频输出线用，若是直流信号则仅需一根线，Vr+、Vr-为与系统共用之电压基准，不一定成对使用，也可只用一个，当然不共用或用多个也可;