一种功率测量装置制造方法

一种功率测量装置制造方法
【专利摘要】一种用于采样动力系统中电流或电压信号来产生一比特Δ-∑比特流的功率测量设备。功率测量设备包括用于决定动力系统频率的频率锁定环，所述动力系统频率直接来自比特Δ-∑比特流。频率锁定环包括一比特旋转的CORDIC，所述旋转的CORDIC被配置为产生具有一不同的信号，所述信号对于1比特Δ-∑比特流的每个比特具有一多比特字，和相位误差的计算器，所述相位误差计算器决定在动力系统频率相位和由在频率寄存器中频率测量值生成的相位跃变之间的差异。相位错误计算器反馈相位校正信号给频率寄存器来锁定频率测量值到动力系统频率。
【专利说明】一种功率测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电力系统的测量和监控，尤其涉及一种同步相量测量和瞬态捕捉以及报告的设备。
【背景技术】
[0002]目前提高电力系统的监控和事件报告的努力集中于从网络上一些分散的站点检测和关联数据。为了实现同步的读数，本地数据抽样通常是关于与绝对时间参考同步的时基，如能能够通过全球定位系统(GPS)得到。测量设备的样品的电流和电压值并可以对数据进行分析，如谐波分析。典型的采样率范围对于高分辨率的测量是从I到12千赫，或对于高速低分辨率的瞬态信号检测是500倍所述频率(例如到6 MS / s)的。一个典型的电力系统测量装置采用带有不同采样率的独立的电路来实现高分辨率的测量和高速瞬态捕捉。两个电路的使用引入将数据结合到到一个单一的有用数据流的复杂性。两个电路之间的增益和孔径匹配是不能实现完美的。典型的电力系统测量装置的低通滤波器的采样数据用来去除噪声和其他人工制品。准确的来说，速度和低成本是在开发一个功率测量装置的所追求的属性。

【发明内容】

[0003]从一个方面来讲，本发明公开了用于锁定一系统频率的频率锁定环，所述系统频率是关于Λ-Σ调制器采样的信号，其中Λ-Σ调制器输出的一比特Λ-Σ比特流。频率锁定环包括接收相位斜坡信号一比特旋转的CORDIC和一比特Λ - Σ信号和输出的差分信号的同相和正交相位差信号，每个具有的一比特Λ- Σ信号的每一位多字位差信号，相位斜坡信号源自的频率锁定环维持 的频率值。
[0004]从另一方面来讲，本发明描述了一种功率测量装置。该装置包括一个装配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特△-Σ比特流的△- Σ调制器，所述电压或电流具有系统频率；一频率锁定环路，所述频率锁定环路配置为接收一比特△_ Σ比特流并且输出锁定于系统频率的频率值；和配置有接收一比特△_ Σ比特流的瞬态捕捉模块，滤波器从一比特Λ-Σ比特流选择光谱来获得瞬态数据。
[0005]从更深的方面来讲，本发明公开了一种功率测量装置包括一个配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特△_ Σ比特流、带有系统频率的电压或电流的△- Σ调制器；和频率锁定环。频率锁定环包括一比特旋转的C0RDIC，所述旋转的CORDIC接收一相位斜坡信号和I比特Λ-Σ信号，并输出一同步差分信号和正交差分信号、每个具有的一比特Λ-Σ信号的每一位多字位差信号、相位误差的计算器，所述计算器配置为接收差分信号和用来输出一相位错误信号，所述相位错误信号是基于在相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在I 一比特Λ-Σ信号中、一含有频率值的频率寄存器、一个配置产生相位斜坡信号的相位累加器，所述相位斜坡信号具有一由频率值决定的周期性。频率锁定环被配置为基于相位误差信号的调节频率值，从而锁定频率值为系统频率。
[0006]更进一步地说，本方法应用描述了测量动力系统的特性、具有一系统频率和一或多种相位的动力系统的方法。该方法包括采样动力系统的电压或电流产生一个一比特Δ-Σ比特流；从一比特Λ- Σ比特流中产生同相和正交信号的差异，所述一比特Λ- Σ比特流使用一比特旋转CORDIC接收相位斜坡信号；其中相位斜坡信号是基于一个频率值；通过产生一相位错误信号，锁定频率值到系统的频率，所述相位错误信号是基于相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在I 一比特△_ Σ信号中，其中差异是从差分号中取得。
[0007]本申请的其它方面和特点将从阅读以下实施例及其附图的描述中被那些本领域普通技术人员所理解。
【专利附图】

【附图说明】
[0008]现通过举例的方式参考附图，所述附图显示了本申请的典型实施例，并且其中:
图1为一个功率测量装置的简化框图；
图2为图1的功率测量装置中信号处理器的简化示意框图；
图3为Λ Σ调制后动力信号的频谱的一个简化示意图；
图4为一个示例信号处理器更详细的框图；
图5为一个比特的FLL / PLL的基于CORDIC的简化框图；` 图6为图表似地描述I比特旋转CORDIC的示例实施例。
[0009]类似的参考数字可能被用于在不同图中来指代相同的组分。
【具体实施方式】
[0010]在说明书中以下的一些简化的描述是为了便于说明。例如，本领域技术人员会明白，在许多情况下功率测量设备可以被配置为测量电压和电流的三相，而在本文描述的实施例的电压和/或电流单向是为了简化描述。。
[0011]首先参考图1，其显示了一个功率测量装置10的简化框图。该装置10包括一个一比特△_ Σ调制器(DS)12，所述调制器用于测量电量(在一个相位的电压或电流)和生产的一比特信号或比特流14。DS调制器12的计时，因此输出比特流的比特率的14，范围从10千赫到6 MS / s的，根据在实施例中要求的不同的分辨率和频率响应。这将被理解为传统的DS转换器在输出时采用一个低通滤波器来去除Λ-Σ调制的高频量化噪声分量。该装置10不采用这种的低通滤波，但是，相反，如下文所讨论和进一步描述地保留了高频部分。如上所述，为简单起见，一个单一的DS调制器12被描述在图1中。实际的实施例可能有两个或两个以上的DS调制器用于测量在一个或多个相位的电流和电压信号。在三相三线系统的情况下，六个DS调制器可以用以衡量在所有三个相位的电流和电压。同样的，在一个三相四线系统的情况下，八个DS调制器可以用以衡量在所有三个阶段和中性的电压和电流。
[0012]该装置10还包括一个接收外部时间源信号的时间同步子系统16。外部时间源信号提供了绝对时间基准，可以通过其他外部信号，例如，GPS或IRIG-B信号，也可以作为在一些实施例中提到的绝对时间。时间同步子系统16提供了一种时钟校正信号或误差信号18。
[0013]该装置10包括一个信号处理器20。信号处理器20接收比特流14和进行信号的分析和测量，所述信号的分析和测量在下面被更详细的描述。尤其是，该信号处理器20被用于在一比特DS的输出比特流14上直接操作。信号处理器20接收用于精确校对本机振荡器(没有描绘)的时钟校对信号18。时间同步子系统16以时钟校对信号18的形式提供一校对因子，而不是锁定本机振荡器到外部绝对时间的参考信号，例如GPS。其在一个实施例中，可以提供高达每百万校正因子中的100。信号处理器20可以将时钟校对信号18中的校对因子整合进一用于测量比特流14信号的频率和相位的频率/相位锁定环，从而产生精确的同步相量测量(同步相量)。在其它实施例中，本机振荡器可更直接地被使用。
[0014]信号处理器20产生的电力系统基本的高精度同步相量测量。它也可以选择性地探测和测量谐波相量(功率选择的内容)，执行瞬态检测，并进行残余波形采集。该装置10可以包括用于存储测量数据的存储器或缓存22。它还包括一个用于与远程位置30通信的通信子系统24。通信子系统24可以实现各种通信协议和物理层的连接。在一个实施例中，可以实现以太网(10 / 100或千兆，例如)，GSM，802.11 WiFi，USB，等。在一些实施例中，通信子系统24可以在两个或两个以上的通信协议下操作。
[0015]图1没有描述用于发送功率测量或分析到远程位置30的数据形式，所述发送是通过通信子系统24。压缩和编码的数据可以由信号处理器实现通信子系统20，24，或两者。在一些实施例中，数据可以是一个合适的无损编码方案编码的熵，如可变长度编码(VLC)，如Huffman编码或算术编码。
[0016]信号处理器20可以用多种方式实施。在一些实施例中，信号处理器20可以使用一些现场可编程门阵列(FPGA)。在一些实施例中，他可以使用一合适程序的通用微控器或微处理器。然而在一些其它实施例中，他可以使用一些数据信号处理器。而且在一些实施例中，它可以使用专用集成电路( ASIC)。在一些实施例中，前述的可以用离散模拟和/或数据组分来增补，所述离散模拟和/或数据组分用于实施信号处理器20的一些操作或方面。借助于以下的描述，所有可能性的范围对那些本领域普通技术人员是显而易见的。
[0017]在图1中所示的简化图被理解为省略了一些组件或元件，所述组件或元件被包含在设备10中，例如调试电路，用于内部计时的本机振荡器电路、绝缘硬件、动力源电路等。
[0018]现在参考图2，其显示了一信号处理器20的简化示意框图。I比特DS比特流14被输入到信号处理器20。信号处理器20也接收时间校正信号18 (图1)和一本地计时信号(没有显示)。
[0019]信号处理器20包括一比特双频率锁定环(FLL)和相位锁定环(PLL) 32结构。I比特FLL/PLL32输出相量数据，例如一频率信号49和一相位信号48。应当被理解的是，在多相系统的情况下，可能会有多种相位信号48。也应当被理解的是，在一些实施例中，不只一个频率信号49被输出，例如从电压变量器信号中测得一信号，和从电流变换器信号测得一信号。也应当注意的是，在一些实施例中所述具有大于IFLL的频率信号更具有优势。例如，如果测量设备10 (图1)被配置成作为同步核对设备使用，所述同步核对设备用来确认一新的动力生成源是在连接到系统前处于正确的相位。
[0020]信号处理器20进一步包含IbitRMS计算器34。RMS计算器34计算输入DS比特流的均方根值，从而产生一 RMS信号42. 信号处理器20也包括一瞬态捕捉和一相位跃变探测组件36。瞬态捕捉和相位跃变探测组件36被配置成探测在比特流14中可能的瞬变。在一些实施例中，瞬态捕捉和相位跃变探测组件36可能输出一残留数据信号44。在这点上，瞬态捕捉和相位跃变探测组件36可能通过光谱旋转从信号中移除“重要”或“基本”成份，留下残留成份。残留数据信号44包含这些成份。在一些实施例中，瞬态捕捉和相位跃变探测组件36可能输出一瞬态探测信号46。瞬态捕捉和相位跃变探测组件36可能通过分析残留数据生成瞬态探测信号46，例如使用谱功率分析或其它用于在噪声信号中探测大量级变化或波动的机械，并输出瞬态探测信号46来相应探测在残留数据中可能的瞬变事件。
[0021]现参考图3,其显示一在DS调制后动力信号光谱的简化示意图90,例如,一 I比特DS比特流14的光谱。图90显示动力系统基本频率被发现在60Hz，并且，因为DS调制器推动量化噪声到更高的频率，更少的信噪比可供使用和在系统中更多的噪声在更高的频率中被遇到。在传统的功率测量中，低通滤波可以被用于在相量计算和分析之前移除噪音组分，然而，瞬态数据和其它感兴趣的人工制品可以在高频率噪音中被发现。相应地，对应于本申请的一方面，相量计算和分析在没有低通滤波比特流14下被直接在I比特比特流14上执行。
[0022]现参考图4，其显示一信号处理器20 —个实施例的更详细框图。在这个实施例中信号处理20包括一转换处理器50，例如一离散小波变换器(DWT)或一离散傅里叶变换器(DFT)，其产生一在比特流14中代表光谱组份的变换域信号52。转换处理器50可能也配置为产生一信号频率56，所述信号频率代表动力信号系统信号的探测基本频率。这个信号频率56可能被输入I比特FLL/PLL32来产生FLL/PLL中的信号频率值。换过来说，I比特FLL/PLL32可能提供一频率校正信号57，其中，转换处理器50可用于集中转换操作中箱以便调整转换到准确的信号频率。在一些情况下，频率校正信号57可以是由FLL测量地实际频率信号。
[0023]一光谱选择器54可被配置为接收转换域信号52和选择特别地组份，那些在动力系统基本频率上的和，在一些情况下，基本频率的谐波。光谱选择器54可能具有一模型或识别“重要”组份的算法，所述识别“重要”组份用于从转换域信号中选择。在一些情况下，它可以是一预先定义的模型。在一些情况下，它可以是适合于并响应于组份量级的变化。光谱选择器54可以输出一些选择的组份作为一基本光谱组份信号58。光谱选择器54可替代地或同时输出一谐波信号60。谐波信号60可以包括用于谐波组份的光谱数据，但是不一定是基本动力系统的频率组份。
[0024]作为基本光谱组份信号58的选择组份的输出随后通过反向转换处理器62传递。反向转换处理器62转换所选地组份回到一含有所选组份的时间域信号64。包含一所选组份的时间域信号64随后从I比特DS比特流中被减去。在图4所示的实施例中，减法可能作为I比特减法器被实施，所述I比特减法器用于减去I比特信号。在一些情况下，时间域信号64可以从一多比特字信号转化成为用于减法的I比特信号。然而在其它实施例中，输入DS比特流14可以被转化成为一多比特字信号并且减法可以作为一多比特字减法器使用。
[0025]在另一实施例中，减法可以作为从转换域信号52减去基本光谱组份信号来使用。所产生的信号，其是一转换域瞬态信号，通过反向转换处理器62反向转换，并且和所述处理器的输出是残余信号44。这个实施例消除了时间域操纵。这个实施例的成功实施部分取决于所用的DWT/IDWT对。
[0026]减法的结果是从比特流14中去除所选的组分，留下残余信号44。残余信号44包含一高频率噪音组份和其它来自比特流的人工产品，包括任何瞬变或其它特征。一动力探测器66可能被用于认定在残余信号44中是否存在任何瞬变。动力探测器66可能试图认定在光谱中简短但是重要的动力中的变化。在一些例子中，动力探测器66可能从转换处理器52 (没有显示)收到数据。动力探测器66可以输出瞬态探测信号46。在一些实施例中，瞬态探测信号可以触发捕捉和报告在残余信号44中的残余数据。另外，残余信号44可以被丢弃或暂时被贮存用于后来的分析，如果需要的话。
[0027]I比特FLL/PLL32可以提供相位信息74给相位跃变探测器70。相位跃变探测器70也接收I比特比特流14并且产生一相位跃变探测信号72，所述产生一相位跃变探测信号72是在一定时期内曾经有一相位跃变大于预先定义的起始值的情况下。一相位跃变探测信号72也可以被输入到I比特FLL/PLL32来允许I比特FLL/PLL32作出调整避免相位跃变错误，例如调整FLL/PLL32滤波器常量。在一实施例中，滤波器常量可以被调整从而快速达到锁定或重新锁定，并能够随后通过扣紧曾经锁定的环路宽带调整为减少相位噪音(相位测量准确性)。在一典型实施例中(没有显示)，相位跃变探测器70包含一转换操作器，例如一离散希伯特转换器，其适用于I比特DS比特流14，和一用于比较相位信息的比较仪，所述比较仪比较来自I比特FLL/PLL32的相位信息和来自转换操作器的I比特比特流14的相位数据。
[0028]如上述提到的，相量数据，例如频率信号49和相位信号48，通过使用在未过滤I比特DS粒子流14上操作的I比特FLL/PLL32来获得。I比特DS比特流14典型地在一高采样频率被计时。在一实施例中，采样频率大约是6兆比特。为了获得准确的相量数据，I比特FLL/PLL32使用高速单比特位运算来实施。在一典型实施例中，I比特FLL/PLL32使用一直接数字频率合成器(DDS)(没有显示)来实施。CORDIC运算在那些要求少量的门和简单运算操作中是有优势的。
[0029]需要重提的是CORDIC在计算角度的正弦和余弦中是有用的。尤其是，CORDIC技术可以被用于了解公式:
xm = K [X0Cos (zo) - josin (zo) ] (I)
ym = K[jocos (zo) + xosin (zo) ] (2)
如果jo被设置成为零(其意味XO定义X轴的矢量，如以下所解释的)，于是等式变为: xm = Kxocos (zo) (3)
=Kxosin(zo) (4)
上述的公式，XO和yo是输入信号的笛卡尔坐标或矢量，zo是标记为±1的角度，所述角度取决于旋转方向，以及k是常量。所述公式的效果是在坐标Xo、yo输入矢量A的旋转(和通过K缩放),通过角度zo到新的坐标xm、ym。CORDIC的实施是矢量的重复旋转,所述旋转是通过逐渐变小的角度直到zo达到所要求的精度，其意味着Zm的绝对值小于角度中所要求的精度。CORDIC的一个优点是如果旋转角度Zt被限制如此以致tan (z*)= ±2!，然后能够使用转换和增加操作产生旋转。注意m代表级数或重复数。
[0030]现参考图5，其显示了一基于CORDIC的I比特FLL/PLL32实施例的简化框图。输入信号之一作为一参考信号Xr(t)，并且其它信号(七个其它信号，在三个相位四线系统中)被指定为相位信号Xp (t)。一基本频率测量关于参考信号Xr (t)被制作，然而相位偏移可以被确定为相位信号Xp (t)。为了方便描述，在图5中只有一相位信号Xp(t)被显示。
[0031]DS调制器12转化输入信号到I比特DS比特流14中。对于参考信号Xr (t)的I比特DS比特流被输入到一旋转C0RDIC10中。旋转C0RDIC102收到一输入角zo，在这个例子中是一由相位累加器104产生的斜坡函数。旋转C0RDIC102对于每个输入比特xo输出一同步数码字Xm，其中Xm是一精确度大约为2比特的多比特字。I比特旋转C0RDIC102的典型实施例的进一步地细节将在以下提供。
[0032]I比特旋转C0RDIC102的输出是以下两种信号: xm = Kxocos (zo) (5)
=Kxosin(zo) (6)
在这种情况下，xo是I比特DS比特流，其是一代表动力系统信号(忽略用于解释运算目的的任何谐波和噪声)DS比特流。
[0033]也应该注意的是，由I比特FLL/PLL32的相位累加器产生的相位斜坡是由一频率寄存器驱动106的，所述频率寄存器包含测量的动力系统的基本频率(这可能最初被加到60.0赫兹，但是随后锁定在实际频率)。换句话说，角度zo是基于在xo中发现的动力系统频率。
[0034]相应地，旋转C0RDIC102的输出是信号: xm = Kcos(zo) * asin (ft + Φ) (7)
ym = Ksin(zo) * asin (coi + Φ) (8)
应当被理解的是这种混合导致在ZO - (cot + Φ)的不同信号的半振幅和在ZO + (cot+ Φ)的辅助信号的半振幅。当ZO接近cot，不同信号本质上是一对DC信号，然而辅助信号是一 AC信号。相应地，既然我们对不同的信号感兴趣，Xm和Ym穿过低通滤波器108、110，并且滤过的不同信号被放入一矢量C0RDIC112。
[0035]矢量C0RDIC112类似于旋转C0RDIC102，但是不是旋转由坐标定义的输入矢量到一新设定的坐标，矢量C0RDIC112旋转输入矢量到X轴并且输出所述旋转能够发生所要求的角度。来自矢量C0RDIC112的角度输出Zm通过下面公式给出:
【权利要求】
1.一功率测量设备，包含: 一个装配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特Λ-Σ比特流的Λ-Σ调制器，所述电压或电流具有系统频率；和 一频率锁定环路，包含， 一比特旋转的CORDIC，所述旋转的CORDIC接收相位斜坡信号和一比特Λ - Σ信号和输出的差分信号的同相和正交相位差信号、每个具有的一比特Λ- Σ信号的每一位多字位差信号、相位误差的计算器，所述计算器配置为接收差分信号和用来输出一相位错误信号，所述相位错误信号是基于在相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在I 一比特Λ- Σ信号中， 一含有频率值的频率寄存器， 一个配置产生相位斜坡信号的相位累加器，所述相位斜坡信号具有一由频率值决定的周期性， 其特征在于，频率锁定环被配置为基于相位误差信号的调节频率值，从而锁定频率值朝向系统频率。
2.根据权利要求1所述的功率测量设备，其特征在于，I比特旋转CORDIC在没有任何低通过滤下收到来自Λ - Σ调制器的I比特Λ - Σ信号。
3.根据权利要求1或2所述的功率测量设备，其特征在于，频率锁定环包含用于过滤I比特旋转CORDIC输出的低通过滤器，从而产生不同信号。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含一或多个用于测量动力系统在一或多个相位中电压和电流的额外的△_ Σ调制器，每个额外Λ-Σ调制器产生一额外比特 Λ-Σ信号，并且进一步包含一用于每个额外I比特Λ-Σ信号的相位锁定环，每个相位锁定环包括一用于接收额外I比特Λ- Σ信号和产生同步和正交差位信号的I比特旋转C0RDIC。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，相位误差计算器包含一矢量C0RDIC。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，I比特旋转CORDIC包含一 m阶段CODIC和多比特字，所述多比特字是对于I比特Λ- Σ信号的每个输入比特大约是2m±\比特。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含通信子系统，所述通信子系统配置为在频率寄存器中读取频率值并将频率值传送给与一时间标示相连的远程位置。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含一瞬态捕捉和相位跃变探测组件。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含一用于决定一 RMS值的RMS计算器，所述RMS值是对于基于I比特Λ - Σ信号的电压或电流。
10.一种测量动力系统的特性的方法，动力系统具有一系统频率和一或多个相位，方法包含: 采样动力系统的电压或电流产生一个一比特Λ-Σ比特流； 从一比特Λ-Σ比特流中产生同相和正交信号的差异，所述一比特Λ-Σ比特流使用一比特旋转CORDIC接收相位斜坡信号，其中相位斜坡信号是基于一个频率值； 通过产生一相位错误信号，锁定频率值到系统的频率，所述相位错误信号是基于相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在I 一比特Λ- Σ信号中， 其中差异是从差分信号中取得。
11.一功率测量装置，包含: 一个装配有在电力系统中取样一电压或电流和输出一比特Λ-Σ比特流的Λ-Σ调制器，所述电压或电流具有系统频率； 一频率锁定环路，所述频率锁定环路配置为接收一比特Λ- Σ比特流并且输出锁定于系统频率的频率值； 和配置有接收 一比特Λ- Σ比特流的瞬态捕捉模块，滤波器从一比特Λ- Σ比特流选择光谱来获得瞬态数据。
12.根据权利要求11所述的功率测量设备，其特征在于，频率锁定环被配置为接收未过滤的I比特Λ - Σ比特流。
13.根据权利要求11或12所述的功率测量设备，其特征在于，频率锁定环包含一比特旋转C0RDIC，所述旋转CORDIC接收一相位斜坡信号和I比特Λ - Σ信号，并输出一同步差分信号和正交差分信号，每个差分信号对于I比特Λ-Σ信号的每个比特具有一多比特字，相位斜坡信号来源于由频率锁定环维持的频率值。
14.根据权利要求13所述的功率测量设备，其特征在于，频率锁定环包括一用于过滤I比特旋转CORDIC的低通过滤器，从而产生不同信号。
15.根据权利要求13或14所述的功率测量设备，其特征在于，频率锁定环进一步包含一相位误差的计算器，所述计算器配置为接收差分信号和用来输出一相位错误信号，所述相位错误信号是基于在相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，所述系统频率被包含在I 一比特Λ- Σ信号中、一含有频率值的频率寄存器、一个配置产生相位斜坡信号的相位累加器，所述相位斜坡信号具有一由频率值决定的周期性； 频率锁定环被配置为基于相位误差信号的调节频率值，从而锁定频率值为系统频率。
16.根据权利要求11-15任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含额外的一个或多个△_ Σ调制器，所述调制器用于测量在动力系统中一或多个相位中的电流和电压，每个额外Λ-Σ调制器产生一额外比特Λ-Σ信号，并且进一步包含一用于每个额外I比特Λ-Σ信号的相位锁定环。
17.根据权利要求16所述的功率测量设备，其特征在于，每个相位锁定环包括一用于接收额外I比特Λ- Σ信号和产生同步和正交差位信号的I比特旋转C0RDIC。
18.根据权利要求11-17任意一项所述的功率测量设备，其特征在于，进一步包含一通信子系统，所述通信子系统配置为在频率寄存器中读取频率值并将频率值传送给与一时间标示相连的远程位置。
19.一用于锁定到系统频率的频率锁定环，所述系统频率的信号是由一 Λ-Σ调制器采样，其特征在于，Λ - Σ调制器输出I比特Λ - Σ比特流，频率锁定环包含: I比特旋转C0RDIC，所述旋转CORDIC接收一相位斜坡信号和I比特Λ - Σ信号，并输出一同步差分信号和正交差分信号，每个差分信号对于I比特Λ- Σ信号的每个比特具有一多比特字，相位斜坡信号来源于由频率锁定环维持的频率值。
20.根据权利要求19所述的频率锁定环，进一步包含: 一相位误差的计算器，所述计算器配置为接收差分信号和用来输出一相位错误信号，所述相位错误信号是基于在相位斜坡信号的相位和系统频率的相位之间的差异，和 一个相位累加器，所述相位累加器配置产生相位斜坡信号，所述相位斜坡信号具有一由频率值决定的周期性， 其中，频率锁定环 被配置为基于相位误差信号的调节频率值，从而锁定频率值为系统频率。
【文档编号】H03L7/08GK103460059SQ201280008452
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年1月26日 优先权日:2011年2月9日
【发明者】唐纳德·杰弗里·迪翁 申请人:智能能量工具公司