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AD取樣頻率Hz 取樣率KSPS或MSPS,兩種單位的換算關係

Hz是週期的倒數,也就是每秒鐘的執行週期次數,因此單位是1/s。(1代表週期個數的單位)

Sps是取樣率,是每秒鐘取樣點的數量,Sp代表取樣點數。在取樣時,1個Sample就是的取樣的一個週期。

因此,兩個單位在數值上應該是相等的,不同的話就是頻率Hz可以是小數而取樣率S/s一定是整數。

1KSPS=1KHz   1MSPS=1MHz

     例如現在微機繼電保護比較流行的AD晶片AD7656,指標是最高吞吐率為250kSPS,就是說每秒鐘最多采樣250,000個點。

AD轉換器的選擇

ADC(A/D轉換器)是資料採集電路的核心,在整個系統中佔有重要的地位。沒有高精度ADC的保證,高次諧波的計算將毫無意義。ADC的選擇一般應視具體的工程應用而定,其原則通常有以下兩點:

    1、取樣精度

    ADC的取樣精度是電能質量線上監測精度的保證,沒有高精度的A/D轉換,裝置測量的精度無從談起。解析度是決定A/D取樣精度的一個重要引數,通常人們習慣用ADC輸出二數的位數來說明ADC對輸入訊號的分辨能力。理論上講,n位輸出的ADC能區分 個不同等輸入模擬電壓,能區分輸入電壓的最小值為滿量程的 。

    《電能質量公用電網諧波》(GB/T 14549-93)附錄D5.3節中對A級諧波測量儀表的精度有明確要求,當諧波電壓Uh小於標稱電壓UN的百分之一時,電壓允許誤差是0.05%,即Uh≤0.05%UN。也就是說ADC至少要能達到1/2000的解析度,同時,被測電流電壓訊號都是雙極性訊號,輸出數字訊號中必定有一位符號位,這種情況下,12位ADC僅剛能在理論上滿足要求,14位ADC是最佳選擇。然而在實際應用中,由於轉換誤差的存在,模數轉換不可能達到理想精度。為了提高裝置的效能及取樣資料的準確率,本裝置選用16位高精度模數轉換器。

    2、取樣速率

    A/D轉換器的取樣速率是選擇ADC的另一個重要的因素。為了降低頻率混疊成分,提高能正確分析的諧波次數,需儘可能提高取樣率。但是提高取樣率又必需滿足下列條件:

    ①AD具有較短的轉換時間;

    ②AD具有較高的取樣轉換位數,否則兩點之者的資料區分度不夠;

    ③最重要的也是最關鍵的一點,軟體最長程式流程的執行時間要求更短,須小於兩次取樣間隔時間,否則會產生資料阻塞和重疊。

     取樣速率的高低主要取決於ADC的轉換時間。不同型別的轉換器轉換速度相差甚遠。其中並行比較ADC的轉換速度最高,逐次比較型ADC次之,間接ADC速度最慢。A/D轉換器的解析度與其轉換速率是相互制約的,ADC的解析度越高,其轉換所需要的時間就越長,轉換速率也就越低。設計的裝置檢測訊號正常為工頻50Hz,每週波採集128個點,取樣速率至少為50×128=6.4kSPS。綜合考慮取樣速度、精度要求、輸入模擬訊號的範圍及輸入訊號的極性等方面,本裝置最終選擇16位逐次逼近型模數轉換器AD7656。

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