專利名稱：實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)量芯片領(lǐng)域，特別涉及電能計(jì)量電路技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電子式電能表在出廠前，需要對其測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)，以滿足有關(guān)電能計(jì)量技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。請參閱圖I所示，其為現(xiàn)有無校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)示意框圖。目前，對于電子式電能表常用的校準(zhǔn)方法主要有兩種硬件校準(zhǔn)和軟件校準(zhǔn)。硬件校準(zhǔn)，在電子式電能表PCB應(yīng)用板上，電壓采樣通道設(shè)計(jì)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)，通過短接分壓器網(wǎng)絡(luò)電阻，改變線電壓衰減來調(diào)準(zhǔn)采樣電壓，從而實(shí)現(xiàn)校表目的。硬件校準(zhǔn)方法需要根據(jù)誤差情況手工短接適當(dāng)?shù)碾娮?，調(diào)整速度慢；且電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的校驗(yàn)范圍有限 (一般為±30% )，對于超出校驗(yàn)范圍的電能計(jì)量電路，需要手工更換、焊接分壓網(wǎng)絡(luò)中的電阻，增加了硬件成本，還容易因虛焊假焊影響電表計(jì)量的精度。軟件校準(zhǔn)，在電能計(jì)量電路內(nèi)部設(shè)計(jì)校準(zhǔn)寄存器，通過MCU向校準(zhǔn)寄存器寫入校準(zhǔn)值來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)?，F(xiàn)有的軟件校準(zhǔn)方法或技術(shù)有兩類，一類是在對線電壓/電流信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換前，預(yù)先對模擬信號進(jìn)行增益調(diào)制(具體請見中國實(shí)用新型專利申請 CN03129510. X);該方法需要設(shè)計(jì)高精度的模擬增益可調(diào)制放大電路，設(shè)計(jì)難度大，技術(shù)上不容易實(shí)現(xiàn)。另一類是在模擬線電壓/電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，對數(shù)字量進(jìn)行增益調(diào)節(jié)， 目前的帶校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量產(chǎn)品多數(shù)按此方法實(shí)現(xiàn)；該方法適用于帶通訊接口的計(jì)量電路，需要重新設(shè)計(jì)校準(zhǔn)寄存器電路、數(shù)字信號處理電路，增加數(shù)字電路規(guī)模。采用該方法設(shè)計(jì)的電能計(jì)量產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)，需通過通訊接口外接EEPROM存儲器。在校表時(shí)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲到外部EEPROM存儲器；電能表應(yīng)用時(shí)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)從EEPROM讀出，通過通訊接口寫入校準(zhǔn)寄存器實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。對于無通訊接口的計(jì)量電路，需要設(shè)計(jì)校準(zhǔn)寄存器電路、通訊接口電路及數(shù)字信號運(yùn)算電路等模塊，增加通訊引腳，無法兼容原有外圍電路，必須重新設(shè)計(jì)PCB板，成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效實(shí)現(xiàn)電能測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能、兼容原有電子式電能表外圍電路、顯著降低校表成本、結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)如下該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊，其中所述的基準(zhǔn)模塊用于產(chǎn)生電路工作所需的基準(zhǔn)電壓信號，并為所述的采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供基準(zhǔn)電壓； 所述的采樣模塊用于采樣電流信號和線電壓信號，送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把所述的采樣模塊采樣的電流信號和線電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量，送至所述的數(shù)字信號處理模塊處理；所述的數(shù)字信號處理模塊對電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量進(jìn)行濾波處理并進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算得到瞬時(shí)功率值，并將瞬時(shí)功率值累加得到電能計(jì)量值，輸出至外部MCU進(jìn)行處理；所述的時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊為所述的采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊提供時(shí)鐘信號及輸出脈沖頻率基準(zhǔn)信號；所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊中的校準(zhǔn)寄存器存儲有控制所述的校準(zhǔn)模塊的工作狀態(tài)的校準(zhǔn)值信息；所述的校準(zhǔn)寄存器為非易失性可編程單元，其通過復(fù)用引腳實(shí)現(xiàn)編程接口，作為所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊的接口電路。所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，在測試校準(zhǔn)時(shí)，復(fù)用引腳用于編程該校準(zhǔn)寄存器；正常工作時(shí)，該校準(zhǔn)寄存器值保持不變，復(fù)用引腳正常使用。若該電能計(jì)量電路為帶通訊接口的電能計(jì)量電路，所述的校準(zhǔn)寄存器可以為內(nèi)部寄存器電路單元。所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊的接口電路與該通訊接口復(fù)用，該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)暫存到外部EEPROM存儲器，然后通過該通訊接口寫入該校準(zhǔn)寄存器。所述的校準(zhǔn)寄存器的位寬由所述的校準(zhǔn)模塊的校準(zhǔn)范圍決定；所述的校準(zhǔn)模塊根據(jù)該校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置控制工作狀態(tài)，并對所述的基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，并送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中的校準(zhǔn)模塊可以由跟隨器單元和分壓電路單元組成來實(shí)現(xiàn)，所述的跟隨器單元的輸出端與所述的分壓電路單元的輸入端相連接。該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中的非易失性可編程單元可以為熔絲、一次性可編程只讀存儲器OTP ROM或者電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM等非易失性存儲器件。該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)可以為單相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)或者三相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)。采用了該實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，由于其中通過設(shè)置校準(zhǔn)寄存器控制校準(zhǔn)模塊，并對基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行微調(diào)處理，因此改變了模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后數(shù)字量的大小，從而實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量電路測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)的功能，不僅校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡單，而且無需增加大量電路規(guī)模，應(yīng)用時(shí)完全兼容原有電子式電能表外圍電路，無需重新設(shè)計(jì)PCB板，同時(shí)又能有效提高電能表測量精度，顯著降低了校表成本，是電能計(jì)量芯片領(lǐng)域一個(gè)高效靈活的選擇。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)中無校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中的校準(zhǔn)模塊的具體實(shí)施例示意圖。圖4為本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)的校表過程示意圖。圖5為采用本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量電路進(jìn)行精度預(yù)校準(zhǔn)過程的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請參閱圖2至圖4所示，該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊，其中(I)所述的基準(zhǔn)模塊用于產(chǎn)生電路工作所需的基準(zhǔn)電壓信號，并為所述的采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供基準(zhǔn)電壓；(2)所述的采樣模塊用于采樣電流信號和線電壓信號，送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理；(3)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把所述的采樣模塊采樣的電流信號和線電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量，送至所述的數(shù)字信號處理模塊處理；(4)所述的數(shù)字信號處理模塊對電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量進(jìn)行濾波處理并進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算得到瞬時(shí)功率值，并將瞬時(shí)功率值累加得到電能計(jì)量值，輸出至外部MCU 進(jìn)行處理；(5)所述的時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊為所述的采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊提供時(shí)鐘信號及輸出脈沖頻率基準(zhǔn)信號；(6)所述的校準(zhǔn)寄存器存儲有控制所述的校準(zhǔn)模塊的工作狀態(tài)的校準(zhǔn)值信息，且該校準(zhǔn)寄存器的位寬由所述的校準(zhǔn)模塊的校準(zhǔn)范圍決定；該校準(zhǔn)寄存器為非易失性可編程單元，該非易失性可編程單元可以為熔絲、一次性可編程只讀存儲器OTP ROM或者電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM等非易失性存儲器件；所述的校準(zhǔn)寄存器通過復(fù)用引腳實(shí)現(xiàn)編程接口，作為所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊的接口電路。在測試校準(zhǔn)時(shí)，復(fù)用引腳用于編程該校準(zhǔn)寄存器；正常工作時(shí)，該校準(zhǔn)寄存器值保持不變，復(fù)用引腳正常使用。(7)所述的校準(zhǔn)模塊根據(jù)該校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置控制工作狀態(tài)，并對所述的基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，并送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述的校準(zhǔn)模塊由跟隨器單元和分壓電路單元組成來實(shí)現(xiàn)，所述的跟隨器單元的輸出端與所述的分壓電路單元的輸入端相連接。同時(shí)，若該電能計(jì)量電路為帶通訊接口的電能計(jì)量電路，所述的校準(zhǔn)寄存器可以為內(nèi)部寄存器電路單元。所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊的接口電路與該通訊接口復(fù)用，該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)暫存到外部EEPROM存儲器，外部的校準(zhǔn)值信息通過該通訊接口寫入所述的校準(zhǔn)寄存器中；不僅如此，該實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)可以為單相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)或者三相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)。在實(shí)際使用當(dāng)中，本實(shí)用新型中的基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊均能夠?qū)?yīng)于電路結(jié)構(gòu)中的具體硬件電路，因此這些模塊僅利用硬件電路就可以實(shí)現(xiàn)，并完成相應(yīng)的功能。同時(shí)，不管是硬件校準(zhǔn)方法，還是軟件校準(zhǔn)方法，歸根結(jié)底是靠調(diào)整信號幅度來實(shí)現(xiàn)對計(jì)量精度的校準(zhǔn)。模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的大小，可以跟模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用的基準(zhǔn)電壓值相關(guān)。那么通過調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓值的大小，就可以實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量電路測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)的目的。基于上述思路，本實(shí)用新型提出了帶測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路及校準(zhǔn)方法，可以實(shí)現(xiàn)電能測量精度預(yù)校準(zhǔn)，同時(shí)兼容原有電子式電能表外圍電路，無需重新設(shè)計(jì)PCB板。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下該帶測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路，主要模塊包括基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊等。其中 基準(zhǔn)模塊，用于產(chǎn)生電路工作所需的基準(zhǔn)電壓信號，并為采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供基準(zhǔn)電壓； 采樣模塊，用于采樣電流信號和線電壓信號，供給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(ADC)處理； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，把采樣模塊采樣的電流信號和線電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量，供數(shù)字信號處理模塊處理； 數(shù)字信號處理模塊，對電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量進(jìn)行濾波處理并進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算得到瞬時(shí)功率值，瞬時(shí)功率值累加得到電能計(jì)量值，輸出給外部MCU處理； 時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊，為采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊等提供時(shí)鐘信號及輸出脈沖頻率基準(zhǔn)信號； 校準(zhǔn)寄存器及接口模塊，可通過接口對校準(zhǔn)寄存器寫校準(zhǔn)值來控制校準(zhǔn)模塊工作狀態(tài)；校準(zhǔn)寄存器的位寬由校準(zhǔn)模塊的校準(zhǔn)范圍決定。 校準(zhǔn)模塊，根據(jù)校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置控制工作狀態(tài)，對基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，再供給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；同時(shí)，為使輸出基準(zhǔn)信號保持零溫度系數(shù)，校準(zhǔn)模塊由跟隨器及分壓電路來實(shí)現(xiàn)， 請參閱圖3的結(jié)構(gòu)所示；其中，對于無通訊接口的電能計(jì)量電路，可以采用非易失性可編程單元作為校準(zhǔn)寄存器，引腳復(fù)用實(shí)現(xiàn)編程接口。在測試校準(zhǔn)時(shí)，復(fù)用引腳用于編程校準(zhǔn)寄存器；正常工作時(shí)，校準(zhǔn)寄存器值保持不變，復(fù)用引腳正常使用，完全兼容原有電子式電能表外圍電路及 PCB 板。該校準(zhǔn)寄存器采用的非易失性可編程單元可以是熔絲、OTP R0M、EEPR0M等非易失性存儲器件；不僅如此，對于帶通訊接口的計(jì)量電路，校準(zhǔn)寄存器可以采用非易失性可編程單元結(jié)構(gòu)，如前面所述；或者采用內(nèi)部寄存器電路作為校準(zhǔn)寄存器，接口電路跟原有的通訊接口復(fù)用，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)暫存到外部EEPROM存儲器，通過通訊接口寫入校準(zhǔn)寄存器實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，完全兼容原有電子式電能表外圍電路及PCB板。另外，對應(yīng)于處理單相多通道電流和電壓信號，或者三相電流和電壓信號，本實(shí)用新型的帶測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路分別為單相電能計(jì)量電路或者三相電能計(jì)量電路。再請參閱圖5所示，該基于上述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量電路的精度預(yù)校準(zhǔn)方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟(I)所述的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)初始化處理；(2)所述的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)將電參量計(jì)量結(jié)果輸出至外部校準(zhǔn)控制臺；(3)所述的外部校準(zhǔn)控制臺根據(jù)所述的電參量計(jì)量結(jié)果，計(jì)算得出初測誤差值信息及校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)信息；(4)所述的外部校準(zhǔn)控制臺根據(jù)所述的校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)信息，計(jì)算出要補(bǔ)償該誤差值所需調(diào)整的基準(zhǔn)范圍信息；(5)所述的外部校準(zhǔn)控制臺根據(jù)所述的需調(diào)整的基準(zhǔn)范圍信息，計(jì)算所述的校準(zhǔn)模塊應(yīng)該處于的工作狀態(tài)，并得到對應(yīng)校準(zhǔn)寄存器值信息；(6)將所述的校準(zhǔn)寄存器值信息寫入所述的校準(zhǔn)寄存器中，并控制所述的校準(zhǔn)模塊工作在上述步驟(5)中的工作狀態(tài)；(7)所述的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)重新計(jì)量輸出電參量計(jì)量結(jié)果，并送至所述的外部校準(zhǔn)控制臺；(8)所述的外部校準(zhǔn)控制臺判斷所述的電參量計(jì)量結(jié)果的計(jì)量誤差是否在允許的范圍內(nèi)；(9)如果是，則完成該精度預(yù)校準(zhǔn)操作；否則返回上述步驟⑶。在實(shí)際使用當(dāng)中，利用本實(shí)用新型的帶測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路的校準(zhǔn)方法，方法步驟如下步驟一一一校準(zhǔn)初始化，計(jì)量電路輸出電參量計(jì)量結(jié)果給校準(zhǔn)控制臺；[0070]步驟二一一校準(zhǔn)控制臺根據(jù)上述電參量計(jì)量結(jié)果，計(jì)算得出初測誤差值及校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù);[0071] 困步驟三一一根據(jù)上述校準(zhǔn)補(bǔ)償數(shù)據(jù)，推算出要補(bǔ)償該誤差值所需調(diào)整的基準(zhǔn)范pel ;步驟四一一由需調(diào)整的基準(zhǔn)范圍推算校準(zhǔn)模塊的工作狀態(tài)，并得到對應(yīng)校準(zhǔn)寄存器值；[0073]步驟五一一寫校準(zhǔn)寄存器，控制校準(zhǔn)模塊工作在步驟四得出的狀態(tài)；[0074]步驟TK一計(jì)量電路重新計(jì)量輸出電參量結(jié)果，并送給校準(zhǔn)控制臺；[0075]步驟七一一校準(zhǔn)控制臺判斷計(jì)量誤差是否符合要求，若符合，完成校表；若不符
合，重復(fù)步驟二至步驟六過程。 本實(shí)用新型的核心思想是，通過校準(zhǔn)模塊對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行微調(diào)處理，改變模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后數(shù)字量的大小，從而實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量電路測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)的電路結(jié)構(gòu)及校準(zhǔn)方法，因此，只要是利用了本實(shí)用新型說明書及附圖所做的等效結(jié)構(gòu)或者流程變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)領(lǐng)域，均沒有超出本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。采用了上述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，由于其中通過設(shè)置校準(zhǔn)寄存器控制校準(zhǔn)模塊，并對基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行微調(diào)處理，因此改變了模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后數(shù)字量的大小，從而實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量電路測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)的功能，不僅校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡單，而且無需增加大量電路規(guī)模，應(yīng)用時(shí)完全兼容原有電子式電能表外圍電路，無需重新設(shè)計(jì)PCB板，同時(shí)又能有效提高電能表測量精度，顯著降低了校表成本，是電能計(jì)量芯片領(lǐng)域一個(gè)高效靈活的選擇。在此說明書中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)包括基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊，其中所述的基準(zhǔn)模塊用于產(chǎn)生電路工作所需的基準(zhǔn)電壓信號，并為所述的采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊提供基準(zhǔn)電壓；所述的采樣模塊用于采樣電流信號和線電壓信號，送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行處理；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊把所述的采樣模塊采樣的電流信號和線電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量，送至所述的數(shù)字信號處理模塊處理；所述的數(shù)字信號處理模塊對電流信號數(shù)字量和電壓信號數(shù)字量進(jìn)行濾波處理并進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算得到瞬時(shí)功率值，并將瞬時(shí)功率值累加得到電能計(jì)量值，輸出至外部MCU進(jìn)行處理；所述的時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊為所述的采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊提供時(shí)鐘信號及輸出脈沖頻率基準(zhǔn)信號；所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊中的校準(zhǔn)寄存器存儲有控制所述的校準(zhǔn)模塊的工作狀態(tài)的校準(zhǔn)值信息；所述的校準(zhǔn)模塊根據(jù)該校準(zhǔn)寄存器的設(shè)置控制工作狀態(tài)，并對所述的基準(zhǔn)模塊輸出的基準(zhǔn)電壓在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，并送至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的校準(zhǔn)模塊由跟隨器單元和分壓電路單元組成，所述的跟隨器單元的輸出端與所述的分壓電路單元的輸入端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的校準(zhǔn)寄存器為非易失性可編程單元，該校準(zhǔn)寄存器通過復(fù)用引腳實(shí)現(xiàn)編程接口， 作為所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊的接口電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的非易失性可編程單元為非易失性存儲器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的非易失性存儲器件為熔絲、一次性可編程只讀存儲器OTP ROM或者電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)中具有通訊接口，所述的校準(zhǔn)寄存器為內(nèi)部寄存器電路單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的校準(zhǔn)寄存器及接口模塊中的接口電路與該通訊接口復(fù)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)為單相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)或者三相電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，其中包括基準(zhǔn)模塊、采樣模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、時(shí)鐘與頻率轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理模塊、校準(zhǔn)寄存器及接口模塊、校準(zhǔn)模塊。采用該種結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)測量精度預(yù)校準(zhǔn)功能的電能計(jì)量電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對電能計(jì)量電路測量精度進(jìn)行校準(zhǔn)的功能，校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡單，而且無需增加大量電路規(guī)模，應(yīng)用時(shí)完全兼容原有電子式電能表外圍電路，無需重新設(shè)計(jì)PCB板，同時(shí)又能有效提高電能表測量精度，顯著降低了校表成本，是電能計(jì)量芯片領(lǐng)域一個(gè)高效靈活的選擇。
文檔編號G01R35/04GK202351289SQ20112053594
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者嚴(yán)淼, 孫麗軍, 楊思彥, 羅先才, 胡燕, 陳富濤 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司