[发明专利]一种Sigma-Delta型ADC数字处理装置在审
申请号: | 202110403242.5 | 申请日: | 2021-04-15 |
公开(公告)号: | CN112994696A | 公开(公告)日: | 2021-06-18 |
发明(设计)人: | 左罡 | 申请(专利权)人: | 易兆微电子(杭州)股份有限公司 |
主分类号: | H03M1/12 | 分类号: | H03M1/12 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 孟金喆 |
地址: | 310051 浙江省杭州市滨江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 sigma delta adc 数字 处理 装置 | ||
本发明实施例公开了一种Sigma‑Delta型ADC数字处理装置,包括:模拟模块,所述模拟模块用于采集电路电压并生成采样数据;数字模块,所述数字模块与所述模拟模块连接,用于对所述采样数据进行下采和修正并提供时钟信号到所述模拟模块中。本发明实施例提供的一种Sigma‑Delta型ADC数字处理装置通过数字抽取滤波和高通滤波数字处理的技术方案,解决了现有技术中成本高和信噪比低的问题,实现了成本低,支持多种ADC采样率的需求,有效的滤除模拟调制器的高频噪声和直流,可以达到很高的信噪比。
技术领域
本发明实施例涉及高精度信号处理技术,尤其涉及一种Sigma-Delta型ADC 数字处理装置。
背景技术
随着智能变电站的不断发展,电子式互感器得到了极大的推广和应用,并发挥出越来越重要的作用。但由于基于Rogowski线圈的电子式电流互感器(ECT)的直接输出量是一次侧电流信号的微分形式,且与该信号的相位相差90°,因此需要一个高精度数字积分器把测量信号还原成与被测电流信号成正比的量。然而,由于测量精度的限制,数字积分器应用不多,尤其是在谐波信号测量中存在相当大的误差。因此发明一种改进型数字积分器改善ECT测量的精度就显得非常重要。研究表明,通过增加单位周期采样点数或计算量可以改进数字积分器精度。然而,对于如何具体增加采样率和如何解决采样率提高带来的误差,实现相位信息的实时解算却鲜有提及。
发明内容
本发明提供一种Sigma-Delta型ADC 数字处理装置,以实现成本低,支持多种ADC采样率的需求,有效的滤除模拟调制器的高频噪声和直流,可以达到很高的信噪比。
本发明实施例提供了一种Sigma-Delta型ADC 数字处理装置,包括:
模拟模块,所述模拟模块用于采集电路电压并生成采样数据;
数字模块,所述数字模块与所述模拟模块连接,用于对所述采样数据进行下采和修正并提供时钟信号到所述模拟模块中。
可选的,所述模拟模块包括放大器和Sigma-Delta模拟调制器,所述放大器与所述Sigma-Delta模拟调制器连接。
可选的,所述放大器用于将所述电路电压的信号幅度进行增幅。
可选的,所述Sigma-Delta模拟调制器用于根据所述电路电压生成采样数据。
可选的,所述数字模块包括下采模块和高通滤波模块,所述下采模块与所述高通滤波模块连接,所述下采模块用于将所述采样数据下采到需要的采样率和位宽,所述高通滤波模块用于将消除所述采样数据的直流和低频分量。
可选的,所述下采模块包括梳状滤波器、补偿滤波器和半带滤波器,所述补偿滤波器连接在所述梳状滤波器与所述半带滤波器之间。
可选的,所述梳状滤波器包括三级滤波结构,所述梳状滤波器的传输函数表示为:,幅频响应函数为:,其中,N代表滤波器级数,M表示下采倍数。
可选的,所述补偿滤波器为FIR低通滤波器,用于处理补偿带宽和抽取滤波。
可选的,所述半带滤波器为对称的FIR滤波器,用于抽取滤波。
可选的,所述高通滤波模块包括一个单极点的一阶IIR滤波器,其时阈表达式为:,其频域表达:其中,x(n)是时域输入, y(n)是时域输出。α是高通滤波器系数。X(Z)是频域输入,Y(Z)是频域输出。
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