cs5463工作原理

1、CS5463工作原理CS5463是帶有串行接口和Δ∑模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠進(jìn)行高速功率(電能)計(jì)算的高度集成電路。CS5463可以通過(guò)使用低成本的分壓電阻器或電壓互感器測(cè)量電壓，使用分流器或電流互感器測(cè)量電流，從而計(jì)算出有功功率，因此該電路特別適用于開(kāi)發(fā)單相2線(xiàn)、3線(xiàn)用電表。與上代的CS5460相比，CS5463還能提供視在功率、無(wú)功功率等多種參數(shù)計(jì)算，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)者的多方面需求。此外，CS5463片內(nèi)還帶有溫度傳感器，有助于設(shè)計(jì)者調(diào)整溫度漂移

2、誤差，提高測(cè)量精度。2CS5463的主要特點(diǎn)CS5463的特性如下:電能數(shù)據(jù)在1000:1動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的線(xiàn)性度為0.1%精確測(cè)量瞬時(shí)電壓、電流、功率以及電壓、電流有效值計(jì)算視在、有功和無(wú)功功率，基波有功、諧波功率和功率因數(shù)電能脈沖轉(zhuǎn)換功能低功耗(小于12mW)單電源地參考信號(hào)內(nèi)置電源監(jiān)視器從串行EEPROM“自引導(dǎo)”，可以不用微控制器簡(jiǎn)單的3線(xiàn)數(shù)字串行接口優(yōu)化的分流電阻器的輸入接口帶有溫度傳感器具有機(jī)械計(jì)數(shù)器步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器3內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引

3、腳功能3.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)CS5463的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，它由2個(gè)可編程增益放大器、2個(gè)Δ∑調(diào)制器、配套的高速濾波器、功率計(jì)算引擎、偏置和增益校正、功率監(jiān)測(cè)、串行接口及相應(yīng)功能寄存器等組成。2個(gè)可編程放大器采集電壓和電流數(shù)據(jù)，Δ∑調(diào)制器對(duì)模擬量采樣處理，高速數(shù)字低通或可選的高通濾波器濾取可用電壓電流數(shù)字信號(hào)，功率計(jì)算引擎計(jì)算各類(lèi)型的功率，電壓、電流，并將計(jì)算的功率值通過(guò)串行接口對(duì)外輸出，既可以接EEPROM，也可以接微控制器。該電路還有

4、能量脈沖信號(hào)輸出模塊，可以直接外接計(jì)數(shù)器或步進(jìn)電機(jī)，從而省去微控制器而直接外送用電量，降低電表類(lèi)產(chǎn)品的成本。以有功功率的計(jì)算為例，采樣得到瞬態(tài)電壓和電流的數(shù)字量，把每對(duì)瞬態(tài)電壓和電流的數(shù)據(jù)相乘，得到瞬時(shí)有功功率的采樣值。每個(gè)AD采樣周期后，新的瞬態(tài)功率采樣值就存入功率寄存器，N個(gè)瞬時(shí)功率采樣值為一組，每組的值累加和用于計(jì)算以后放在能量寄存器中的數(shù)值，它與電路在N個(gè)AD轉(zhuǎn)換周期中的有功功率值成正比。同樣原理，電壓和電流有效值也利用最近的N

5、個(gè)瞬態(tài)電壓、電流采樣值計(jì)算，并可從RMS電壓和電流寄存器中讀出。4.4串行接口CS5463的串行接口使用了包括2條控制線(xiàn)CSSCLK和2條數(shù)據(jù)線(xiàn)SDISDO的外接方式。串行接口集成了帶有發(fā)送、接收緩沖器的狀態(tài)機(jī)，狀態(tài)機(jī)在SCLK的上升沿解析8位命令字，根據(jù)對(duì)命令的解碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，或者為被尋址的寄存器的數(shù)據(jù)傳輸做準(zhǔn)備，內(nèi)部寄存器都是24位。讀操作需將被尋址的內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送緩沖區(qū)寫(xiě)操作在數(shù)據(jù)傳輸前要等24個(gè)SCLK周期。所有

6、的命令字長(zhǎng)度均為1個(gè)字節(jié)。寫(xiě)寄存器命令后必須緊跟12或3個(gè)字節(jié)的寄存器數(shù)據(jù)讀寄存器命令則發(fā)出3字節(jié)的寄存器數(shù)據(jù)。圖2和圖3分別示出串口緩沖區(qū)的讀、寫(xiě)時(shí)序。圖2CS5463的串行接口讀時(shí)序圖3CS5463的串行接口寫(xiě)時(shí)序數(shù)據(jù)的讀和寫(xiě)通過(guò)向串口SDI引腳寫(xiě)入相應(yīng)的8位命令字(高位在前)來(lái)啟動(dòng)。當(dāng)命令包含寫(xiě)操作時(shí)，串口將在下面24個(gè)SCLK周期記錄SDI引腳的數(shù)據(jù)(從高位開(kāi)始)。寄存器寫(xiě)指令后必須跟24位的數(shù)據(jù)，一旦收到數(shù)據(jù)，狀態(tài)機(jī)便將數(shù)據(jù)寫(xiě)