满足多种需求的DSP架构处理方案

满足多种需求的DSP架构处理方案：
在过去，谐波剖析仪不只十分昂贵，而且难以集成到大范围制造的电表中。因而，对电网停止谐波污染剖析是一件十分艰难的事情，只能偶然由专业操作员在某些特定位置停止。往常，芯片不只能够集成更多的信号处置功用，而且尺寸更小、价钱更低廉，可以完成对电网的高效运用和监控。
过去几十年来，电源系统呈指数式增长，其非线性特性惹起了严重的谐波污染。这可能带来多方面的不利影响，例如：电气设备过热和过早老化，传输线路损耗增加，以及继电器维护失灵等。因而，业界越来越关注谐波污染问题，并采取了各项措施以完成更好的电网管理。
其中最佳的一个办法是在电网内设置更多的观测和剖析点，并且延长监控时间。随着智能电表在全世界范围内的加快部署，满足上述请求的最佳器件会被用于其中。用于智能电表的ASIC集电能计量特性与谐波剖析功用于一身，可能是最合适当下的理想处理方案。请切记，思索到一块芯片内要嵌入大量DSP资源，同时又必需低价、尺寸小、功耗低，不可思议频谱剖析绝非易事。本文将讨论一种尝试满足一切这些需求的DSP架构处理方案。

基频预算和频谱成分提取

电网上不时变化的负载与相对恒定的发电输出之间存在一种动态的均衡关系，这招致在负载较高时，主电源频率会稍微降低，而在负载较低时，主电源频率会稍微进步。在电网高度兴旺并遭到亲密监控的国度，频率偏移量相当小，但在电网控制不佳的地域，频率偏移量可能大到足以影响电气设备。为此，业界已停止大量研讨工作，试图找到经过优化各种参数，如精度、速度、噪声调和波抗扰度等，来完成跟踪频率的最有效办法。
就电源系统的平安性、稳定性和效率而言，电网的频率是与电流和电压同等重要的工作参数。牢靠的频率丈量是有效的停止电源控制、负载减轻、负载恢复和系统维护的先决条件。
检测和预算频率的办法有许多种。例如过零办法经过丈量两个相继过零点之间的时间距离来检测频率，这种办法的优点是十分容易完成，缺陷是精度较低，并且易受谐波、噪声、直流成分等影响。基于DFT的算法能够应用采样序列来预算频率，但它对输入信号中的谐波十分敏感。针对本文所述的DSP架构，我们调查了一种基于数字PLL的办法，发现它很有效，具有高抗扰度，同时还能提供准确的频率预算。
规范数字PLL构造及其三个主要模块。相位误差检波器将输动身送到环路滤波器，环路滤波器进一步控制一个数字振荡器，目的是最大水平地降低相位误差。因而，最终能够取得输入信号基频的预算值。控制环路经过优化，在45 Hz到66 Hz的规范电网频率范围内可提供最佳的锁定参数性能。