一种双ad采样板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采样板，特别是一种双AD采样板。
【背景技术】
[0002]继电保护装置，是一种能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。就一般而言，整套继电保护是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成的。其中，测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出一组逻辑信号，从而判断保护是否应该起动。所以测量部分的性能是整个继电保护装置的重要基础。传统的发电机、变压器微机继电保护装置的测量部分，一般均使用单通道模数采集方式，即对每一路需采样的交流电流、电压信号通道采用一路AD电路进行数据采集，每一路AD电路元件包括:采样电阻、多路开关、采样电容、AD转换回路。
[0003]但当此AD回路上元件损坏或性能下降时，将导致采样数据异常，可能造成继电保护误动作的问题。虽然可以在保护算法软件上考虑一些数据异常的闭锁判别措施，但不能从根本上消除采样异常数据对继电保护动作逻辑的影响，特别是对一些要求在40毫秒内快速动作的保护。实际运行中，经常出现采样系统故障时，无法有效闭锁保护，导致继电保护误动作的现象。
【发明内容】
[0004]针对传统的单通道模数采样板的上述缺陷，本发明提供一种双AD采样板，对于每一路需采样的信号均采用两路独立的AD回路分别进行采集，当某一通道任元件故障时，能及时给出信号，并闭锁继电保护出口，从而达到提高继电保护正确动作率的功能。
[0005]本发明采取的技术方案为:一种双AD采样板，包括6片4x2模拟开关、3片4路运放、两片6路A/D芯片。所述6片4x2模拟开关分为两组，每一组包括4x6路开关阵列，共两组4x6路开关阵列，24路模拟输入信号同时送到两组4x6路开关阵列，在单片机模块控制下，每次有6路信号经过3片共12个运放单元缓冲后，加到两片6路A/D芯片上，所述A/D芯片连接单片机模块；单片机模块连接CPLD模块，CPLD模块连接STD总线。
[0006]所述CPLD模块连接SRAM模块，所述A/D芯片为AD7656芯片，所述单片机模块为89C52单片机。
[0007]本发明一种双AD采样板，技术效果如下:
I)、该采样板是一块I/O智能板，自身带有CPU、程序和数据存储器。
[0008]2)、采用高可靠的两片AD7656作为A/D芯片，它是一种高集成度、6通道、16位逐次逼近型ADC，具有每通道高达250kSPS的采样率，并且在片内包含一个2.5V内部电压源和基准缓冲器。且该器件仅有160mW的功耗，比最接近的同类双极性输入ADC的功耗降低了60% ；
3)、采用8组6路多路开关，2组6路信号同时采集(即I路信号同时采集2次)。转换时间仅3微秒，非常适合于采集同时性要求较高，且采集和处理要求也比较高的电力系统保护装置；
4)、按STD总线定义设计接口模块，主CPU板可以通过总线对它实现操作；
5)、所有TTL逻辑电路放入一片CPLD中，简化了电路板的结构。
【附图说明】
[0009]图1为本发明双AD采样板结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，一种双AD采样板，包括6片4x2模拟开关、3片4路运放、两片6路A/D芯片。所述6片4x2模拟开关分为两组，每一组包括4x6路开关阵列，共两组4x6路开关阵列，24路模拟输入信号同时送到两组4x6路开关阵列，在单片机模块控制下，每次有6路信号经过3片共12个运放单元缓冲后，加到两片6路A/D芯片上，所述A/D芯片连接单片机模块。单片机模块连接CPLD模块，CPLD模块连接STD总线。所述CPLD模块连接SRAM模块。所述A/D芯片为AD7656。所述单片机模块为89C52单片机。
[0011]本发明一种双AD采样板，工作原理分两个部分:
第一部分是模拟部分:主要由6片4x2模拟开关、3片4路运放和两片6路A/D芯片组成。6片4x2模拟开关分为两组，每组包括4x6路开关阵列，24路模拟输入信号同时送到两组4x6路开关阵列，在单片机模块的控制下，每次有6路信号经3片共12个运放单元缓冲后，加到2片6路A/D芯片上，受单片机控模块控制，2片6路A/D芯片同时完成6路信号的A/D变换。单片机模块可以用中断或查询方式在A/D完成后，读取2组各6路输入信号的A/D结果。
[0012]模拟开关的A0、A1分别连接到单片机的Pl.0和Pl.1引脚；A/D芯片的变换启动引脚同时连接到单片机模块的Pl.3引脚，该引脚从低电平到高电平的跃变触发一次A/D变换过程，A/D芯片的BUSY信号同时变为高电平，大约3微秒后6路信号的A/D变换完成，BUSY信号恢复低电平，因此，可以利用BUSY的下降沿触发中断，或通过查询发现其从高变低后开始读取A/D数据。
[0013]第二部分是数字部分:由单片机、M4A5-128/64CPLD和可选的32K的SRAM模块组成。板卡上所需的总线隔离、译码逻辑以及STD总线的接口逻辑全部集成到CPLD中。由于A/D的分辨率位16位、硬件设定为高字节在前的读取方式，因此单片机读取6通道的A/D数据时需要连续读取12次。
【主权项】
1.一种双AD采样板，包括6片4x2模拟开关、3片4路运放、两片6路A/D芯片，其特征在于，所述6片4x2模拟开关分为两组，每一组包括4x6路开关阵列，共两组4x6路开关阵列，24路模拟输入信号同时送到两组4x6路开关阵列，在单片机模块控制下，每次有6路信号经过3片共12个运放单元缓冲后，加到两片6路A/D芯片上，所述A/D芯片连接单片机模块；单片机模块连接CPLD模块，CPLD模块连接STD总线。2.根据权利要求1所述一种双AD采样板，其特征在于，所述CPLD模块连接SRAM模块。3.根据权利要求1所述一种双AD采样板，其特征在于，所述A/D芯片为AD7656芯片。4.根据权利要求1所述一种双AD采样板，其特征在于，所述单片机模块为89C52单片机。
【专利摘要】一种双AD采样板，包括6片4x2模拟开关、3片4路运放、两片6路A/D芯片。所述6片4x2模拟开关分为两组，每一组包括4x6路开关阵列，共两组4x6路开关阵列，24路模拟输入信号同时送到两组4x6路开关阵列，在单片机模块控制下，每次有6路信号经过3片共12个运放单元缓冲后，加到两片6路A/D芯片上，所述A/D芯片连接单片机模块；单片机模块连接CPLD模块，CPLD模块连接STD总线。本发明一种双AD采样板，对于每一路需采样的信号均采用两路独立的AD回路分别进行采集，当某一通道任元件故障时，能及时给出信号，并闭锁继电保护出口，从而达到提高继电保护正确动作率的功能。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105589357
【申请号】CN201410554432
【发明人】毛健, 封孝松, 周宽裕, 黄娟梅, 李永年
【申请人】中国长江电力股份有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月20日