[发明专利]一种降低ADC采样时刻地平面信号噪声的方法及相应系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业测控领域，更具体地，涉及一种在电力系统保护测控类设备的模拟量采样过程中应用的降低ADC采样时刻地平面信号噪声的方法及系统。

背景技术

电力系统保护测控类设备是当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，快速而准确地使断路器跳闸或发出信号的自动装置。而电气元件的电压电流、温度和开关量等信号是判断其工作状态的主要参数。保护测控类设备通过对这些信号进行采样和计算处理后，根据计算结果，实时判断电气元件的状态，并根据其状态给出相应的控制行为。

对电气元件的电压电流、温度等模拟信号的精确采集是保护测控类设备正确而可靠工作的前提。模拟量采集模块或单元将经调理后的模拟信号送入ADC（模拟数字转换器），转换为数字信号，再送至逻辑器件（FPGA或CPLD）或处理器（CPU、DSP等）等数字电路进行计算和判断。由于系统内的数字电路在工作时，其地平面回路上产生的地噪声会影响模拟量的采样精度，现有技术中常采用模拟地和数字地分离、单点（或多点）接地等技术方法以减小数字电路对模拟电路的影响。但是，这些现有的技术方法并不能特别有效地减小数字电路地平面信号对采样造成的影响，而且增加了电路结构的复杂度。

发明内容

针对现有技术的上述不足和实际需求，本发明提供了一种降低ADC采样时刻地平面信号噪声的方法及相应系统。由于电压电流信号有相位参数要求，需要对电压电流进行同步采样。本技术方案即是利用电压电流的同步采样控制信号，在采样时段内对采样系统中数字电路的工作模式做相应改变，降低ADC（模拟数字转换器）采样时刻的地平面的噪声，提高模拟量的采样精度。

本发明所述的降低ADC采样时刻地平面信号噪声的方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电压电流的同步采样控制信号有效时，采样系统的模拟数字转换器开始执行转换，并控制将采样系统中数字电路的工作模式切换至暂停或空闲状态；

模拟数字转换器完成转换时，控制采样系统中数字电路的工作模式恢复正常状态。

优选地，将数字电路的工作模式切换至暂停或空闲状态包括：停止所述数字电路与外部的数据交互和/或使所述数字电路的电路单元停止工作。

优选地，通过由模拟数字转换器输出至数字电路的状态转换信号，控制所述数字电路工作模式的切换。

优选地，在数字电路的工作模式恢复正常状态时，通过使数字电路输出至模拟数字转换器的片选信号有效，读取模拟数字转换器的数字输出。

为了执行以上方法，本发明还提供了相应的ADC采样系统，包括数字电路和模拟数字转换器，其特征在于，所述数字电路用于在电压电流的同步采样控制信号有效时控制所述模拟数字转换器开始执行转换；所述模拟数字转换器用于在开始执行转换时控制将所述数字电路的工作模式切换至暂停或空闲状态，并且在完成转换时控制所述数字电路的工作模式恢复正常状态。

优选地，所述模拟数字转换器将数字电路的工作模式切换至暂停或空闲状态包括：停止所述数字电路与外部的数据交互和/或使所述数字电路的电路单元停止工作。

优选地，所述模拟数字转换器向数字电路输出用于控制数字电路工作模式的切换状态转换信号。

优选地，所述数字电路向模拟数字转换器输出片选信号，并且数字电路在工作模式恢复正常状态时通过使所述片选信号有效，读取模拟数字转换器的数字输出。

优选地，所述数字电路为FPGA逻辑电路、CPLD逻辑电路、CPU或DSP。

优选地，所述ADC采样系统还包括模拟信号调理电路，用于对模拟量信号进行预处理。

本发明的原理是在电压电流的同步采样控制信号变为有效时，在模拟数字转换器的内部转换电路开始工作直至转换完成期间，使该采样系统内的数字电路的工作模式切换至暂时停止状态或空闲模式，这样数字电路引发的地平面噪声更小，对模拟数字转换器内部转换电路的影响减小，提高了采样值的精度。在转换完成后，控制数字电路恢复正常工作。

本发明的有益效果除了能够在采样时刻精确地减小地平面的噪声，从而提高采样精度之外，还包括：实现方案简单，无需增加额外的硬件电路；以及实用性强，可广泛适用于各种ADC采样的场合。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的采样系统模块结构示意图。

图2是本发明实施例的时序示意图。

具体实施方式