[實用新型]基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備

有效

• 申請號: 201921401346.7
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN210835058U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 曾健;韓陽
• 申請（專利權）人: 四川盈騰瑞德科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/14;G01R15/22
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本實用新型公開了基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備，包括信號采集單元、隔離運放電路、模數轉換單元、光耦隔離輸入模塊、FPGA模塊、DSP模塊與接口單元；所述信號采集單元通過隔離運放電路與所述模數轉換器輸入端相連；所述模數轉換器輸出端到端與所述FPGA模塊輸入端相相連；所述FPGA模塊輸出端與所述DSP模塊相連；所述光耦隔離輸入模塊與FPGA模塊輸入端相連，所述FPGA模塊與接口單元相連。本實用新型采用完全隔離的采集電路，多路采集通道之間、模擬與數字之間、各電源與對應地之間，實現完全隔離，保證高精度、穩定的采集。

技術領域

本實用新型涉及數據采集設備，尤其涉及基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備。

背景技術

目前公知的監測設備，模擬信號采集部分采用非隔離型，導致模擬采集前端的模擬信號會對后端的數字信號產生影響，以及各模擬采集通道之間也會互相干擾，導致采集精度降低。甚至在電磁干擾嚴重的環境下，導致系統無法正常工作。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備，包括信號采集單元、隔離運放電路、模數轉換單元、光耦隔離輸入模塊、FPGA模塊、DSP模塊與接口單元；所述信號采集單元通過隔離運放電路與所述模數轉換單元輸入端相連；所述模數轉換單元輸出端到端與所述FPGA模塊輸入端相連；所述FPGA模塊輸出端與所述DSP模塊相連；所述光耦隔離輸入模塊與FPGA模塊輸入端相連，用于開關量信號輸入；所述FPGA 模塊與接口單元相連。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型采用完全隔離的采集電路，多路采集通道之間、模擬與數字之間、各電源與對應地之間，實現完全隔離，保證高精度、穩定的采集。

附圖說明

圖1是基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備的電路原理圖；

圖2是信號采集單元的的電路圖；

圖3是隔離運放電路的電路圖；

圖4是模數轉換單元的電路圖。

圖中：U1-電流傳感器；U2-電壓傳感器；U3、U4-隔離型運放；U5-模數轉換芯片。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型基于FPGA與DSP的隔離型電壓電流采集設備，包括信號采集單元、隔離運放電路、模數轉換單元、光耦隔離輸入模塊、FPGA模塊、DSP模塊與接口單元；所述信號采集單元通過隔離運放電路與所述模數轉換單元輸入端相連；所述模數轉換單元輸出端到端與所述FPGA模塊輸入端相連；所述FPGA模塊輸出端與所述DSP模塊相連；所述光耦隔離輸入模塊與FPGA模塊輸入端相連，用于開關量信號輸入；所述FPGA模塊與接口單元相連。

進一步的，所述信號采集單元包括電壓傳感器與電流傳感器，用于模擬量信號轉換；所述電壓傳感器和電流傳感器分別與所述隔離運放電路輸入端相連。

進一步的，所述信號采集單元包括電壓傳感器與電流傳感器，用于模擬量信號轉換；所述電壓傳感器和電流傳感器分別與所述隔離運放電路輸入端相連。

本系統采用FPGA+DSP的架構，模擬量采集部分，首先將大電壓大電流通過分壓或者傳感器采集的方式，轉換為小電壓小電流進入運放進行隔離，之后通過模數轉換，將數據送入到FPGA中。開關量采集部分，通過光耦進行隔離，FPGA 采集信號的高低電平狀態。FPGA再將模擬和數字數據通過XINTF總線傳給DSP 進行運算處理，最終將采集到的數據回傳給FPGA，并與上位機通過以太網或 RS422通信，最終數據保存或顯示在上位機中。

電流傳感器采用LAH_25-NP，電壓傳感器采用SVF-C19。