ADS8344與TMS320LC545的應用接口設計1

電子式互感器是一種利用現代數字處理和光纖通信技術來實現電力系統電壓、電流測量和保護的新型互感器裝置。ADS8344是TI公司生產的8通道、16位、高精度、低功耗A/D轉換芯片。TMS320LC545是TI公司生產的16位、低功耗、高速DSP芯片。文中介紹了ADS8344的主要特點，給出了其在電子式互感器高壓側數據處理系統中與TMS320LC545的接口設計。

　　引言

　　隨著信息技術和計算機技術的高速發展，數字信號處理技術已逐漸成為一門主流技術，并在許多領域得到廣泛應用。再加上光纖通信技術和傳感技術的日趨成熟完善，使得研制新型的電力互感器成為可能。本文介紹的電子式互感器是運用Rogowski線圈測量電流?利用電容分壓原理測量電壓，采用高速低耗A/D芯片和DSP處理器完成高壓側數據的實時處理，再經E/O變換，以光纖作為信號傳輸媒質，把高壓側轉換的脈沖信號傳輸到低壓側進行測量保護的混合型電子式光電組合互感器。

　　1 電子式互感器高壓側數據處理系統

　　電子式互感器高壓側數據處理系統主要由信號預處理、A/D轉換、DSP主控和E/O轉換四部分組成。信號預處理部分接收各種傳感頭測量的模擬信號并對其進行一些預處理。比如：Rogowski線圈感應的電動勢需經一積分器變換成與一次電流同相位成正比的電壓信號;傳感頭測量的模擬信號必須經過調壓，且要考慮一定的裕度，使其符合A/D芯片模擬通道的允許輸入范圍。A/D轉換部分主要是在DSP主控芯片的控制下實時將模擬信號變換成數字信號。E/O轉換部分是將數字信號經過調制變成光脈沖信號，然后由光纖傳輸到低壓側。

　　2 ADS8344的主要特點

　　2.1 ADS8344的結構特點

　　ADS8344是一個高速、低功耗、16位逐次逼近型ADC，采用2.7V至5V單電源供電，最大采樣速率為100kHz，信噪比達84dB?帶有串行接口，它包含8個單端模擬輸入通道(CH0～CH7)?也可合成為4個差分輸入。100kHz時的典型功耗為10mV。參考電壓VREF的范圍從500mV到VCC，相應的每個模擬通道的輸入從0V到VREF。自帶采樣/保持功能，采用20引腳QSDP封裝或20引腳SSOP封裝，工作溫度范圍為-40℃～+85℃。該芯片適合應用在電池供電系統(如個人數字助理、移動通信)和測試裝置中。

主要由多路轉換開關、采樣/保持器、參考電壓、A/D轉換器、比較器、控制邏輯電路和逐次逼近寄存器(SAR)等部分組成，其內部結構原理如圖1所示。

　　2.2 ADS8344的引腳排列及說明

　　ADS8344的引腳排列如圖2所示，各引腳說明如下：

　　CH0～CH7：模擬輸入通道的輸入端，8個單端模擬輸入通道可合用為雙端差分輸入，所有通道的輸入范圍從0V到+VREF，未用的輸入通道應接GND以避免噪聲輸入。

　　COM：模擬輸入的參考地，單端輸入通道的零地位點，直接接地或接地電位參考點。

　　SHDN：掉電控制位，當為低時，芯片切換到低功耗掉電模式。

　　+VCC：電源輸入端，范圍為+2.7V～+5V。

　　DOUT：串行數據輸出端，在DCLK的下降沿時數據輸出，當CS為高時，輸出為高阻態。

　　DIN：串行數據輸入端，當CS為低時，數據在DCLK的上升沿被鎖存。

　　DCLK：外部時鐘輸入端，該外部時鐘決定了芯片的轉換率(fDCLK=24fSAMPLE)。

　　CS：片選端，為低電平時，選中該芯片。

　　GND：參考地。

　　VREF：參考電源輸入端。

　　BUSY：模數轉換狀態輸出引腳。當進行模數轉換時，該引腳輸出低電平，當BUSY端產生一下降沿時，表示模數轉換結束，數據輸出有效。