一种计量芯片带宽可配置设计方法技术

一种计量芯片带宽可配置设计方法，包括以下步骤：步骤1，在计量芯片中选择待配置的滤波器，并选择待配置项；步骤2，根据对计量芯片的测量要求，对步骤1中所述的滤波器进行配置；步骤1中所述的待配置的滤波器，包括：ADC后接入的低通滤波器、希尔伯特变换滤波器、低通滤波器以及半带滤波器；低通滤波器选择延时因子、降采样率和级联的阶数作为待配置项；希尔伯特变换滤波器选取传递函数中的参数作为待配置项；半带滤波器的数量作为带配置项；对所有滤波器均设置配置寄存器，将待配置项的参数预先在配置寄存器中进行设置。在配置寄存器中进行设置。在配置寄存器中进行设置。

【技术实现步骤摘要】
一种计量芯片带宽可配置设计方法


[0001]本专利技术涉及一种芯片设计方法，特别是一种计量芯片带宽可配置设计方法。

技术介绍

[0002]电能测量规范根据实际场景的要求，往往会对全波/谐波功耗测量的准确度有一定要求，且要求并非一成不变，需要随着时间更新。
[0003]电表智能计量芯片的产生从架构需求，设计，验证，后端，流片，回片测试，量产等等流程，至少需要半年以上才能保持在稳定状态。
[0004]如果随着计量规范/场景的更改去适配生产芯片，时间和金钱成本非常巨大。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种计量芯片带宽可配置设计方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种计量芯片带宽可配置设计方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，在计量芯片中选择待配置的滤波器，并选择待配置项；
[0008]步骤2，根据对计量芯片的测量要求，对步骤1中所述的滤波器进行配置。
[0009]步骤1中所述的待配置的滤波器，包括：ADC后接入的低通滤波器、希尔伯特变换滤波器、低通滤波器以及半带滤波器。
[0010]所述的ADC后接入的低通滤波器和低通滤波器均为低通滤波器，低通滤波器的传递函数为：
[0011][0012]其中，R是延时因子，M为降采样率即抽取因子，N为级联的阶数；选择上述三个参数作为低通滤波器的待配置项。
[0013]所述的希尔伯特变换滤波器为一对，即第一希尔伯特变换滤波器和第二希尔伯特变换滤波器，传输函数分别为：
[0014][0015][0016]其中，k1、k2和k3分别为第一希尔伯特变换滤波器的三个参数；b1、b2和b3分别为第二希尔伯特变换滤波器的三个参数；选取上述六个参数作为希尔伯特变换滤波器的待配置项。
[0017]所述的半带滤波器的数量n，作为待配置项。
[0018]对步骤2中所述的滤波器进行配置的方法，包括：
[0019]对所有滤波器均设置配置寄存器，将待配置项的参数预先在配置寄存器中进行设置。
[0020]对步骤2中所述的滤波器进行配置的方式为：针对单个滤波器独立配置，或针对所有滤波器按组进行配置。
[0021]所述的低通滤波器的待配置项中，延迟因子R固定设置为1。
[0022]所述的低通滤波器的待配置项中，抽取因子M固定设置为64。
[0023]所述的低通滤波器的待配置项中，级联的阶数N配置为2，3，4或5。
[0024]有益效果：
[0025]本专利技术对芯片计量中关键的影响计量带宽的滤波器进行灵活可配置设计，这里配置既可以是针对一组数据，也可以只针对某个参数，如果保留足够的灵活性，这既能应对多场景问题，也能应对标准更新问题，且代价极小。
附图说明
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0027]图1是本专利技术改进方案示意图。
[0028]图2是现有计量芯片架构示意图。
[0029]图3是低通滤波器的实体示意图。
[0030]图4是希尔伯特滤波器效果示意图。
[0031]图5是配置寄存器配置流程示意图。
具体实施方式
[0032]一种计量芯片带宽可配置设计方法，包括以下步骤：
[0033]步骤1，在计量芯片中选择待配置的滤波器，并选择待配置项；
[0034]所述的待配置的滤波器，包括：ADC后接入的低通滤波器1、希尔伯特变换滤波器2、低通滤波器3以及半带滤波器4。
[0035]所述的ADC后接入的低通滤波器和低通滤波器3均为低通滤波器，低通滤波器的传递函数为：
[0036][0037]其中，R是延时因子，M为降采样率即抽取因子，N为级联的阶数；选择上述三个参数作为低通滤波器的待配置项。
[0038]所述的希尔伯特变换滤波器2为一对，即第一希尔伯特变换滤波器和第二希尔伯特变换滤波器，传输函数分别为：
[0039][0040][0041]其中，k1、k2和k3分别为第一希尔伯特变换滤波器的三个参数；b1、b2和b3分别为第二希尔伯特变换滤波器的三个参数；选取上述六个参数作为希尔伯特变换滤波器(2)的待配置项。
[0042]所述的半带滤波器4的数量n，作为待配置项。
[0043]步骤2，根据对计量芯片的测量要求，对步骤1中所述的滤波器进行配置。
[0044]滤波器进行配置的方法，包括：
[0045]对所有滤波器均设置配置寄存器，将待配置项的参数预先在配置寄存器中进行设置。
[0046]滤波器进行配置的方式为：针对单个滤波器独立配置，或针对所有滤波器按组进行配置。
[0047]步骤1中所述的低通滤波器的待配置项中，延迟因子R固定设置为1。所述的低通滤波器的待配置项中，抽取因子M固定设置为64。所述的低通滤波器的待配置项中，级联的阶数N配置为2，3，4或5。
[0048]实施例：
[0049](i)一般计量芯片架构如图2所示：
[0050]U(t)为输入交流信号，可以是电压/电流。
[0051]ADC(Analog
‑
Digital
‑
Converter)为常用的数模转换器，通常为二阶sigma
‑
delta结构，主要作用为将采样的模拟信号转换为数字信号为后面的数字滤波器做准备。
[0052]LPF(low pass filter)为低通滤波器，图中ADC后面接入的低通滤波器，主要目的就是去除ADC转换过程中产生的高频噪音。而高通滤波器之后的低通滤波器，是进行测试项的选择，需要进行全波测量时，则关闭低通滤波器，需要进行基波测量时，则开启。最终的功率计算所用的低通滤波器，为平均作用，将自相乘得到的交流分量进行滤除，得到真正的功率直流分量，达到测量的目的。
[0053]HPF(High pass filter)为高通滤波器，主要目的是去除输入的交流信号中夹杂的直流分量。
[0054]Hilber(希尔伯特滤波器)为相移滤波器，主要作用为移动输入信号的相位，从技术背景中可以知道，计算无功功率时，需要进行相位的偏移。
[0055]HBF(半带滤波器)为计量带宽调整滤波器，主要作用为降低计量带宽的一半，起到过滤不必要的高次谐波作用。
[0056]Mult(multiplication)为简单乘法器，实现信号自相乘目的。
[0057]本专利技术的重点不在于架构部分，因此仅阐述通常架构的计量电路。
[0058](ii)影响计量带宽的主要滤波器
[0059]通常情况下对计量带宽有较明显影响的部分如图1所示：
[0060](a)ADC后接入的低通滤波器(如图1中1)
[0061]ADC后面接入的低通滤波器需要去除转换产生的高频噪声，一般本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计量芯片带宽可配置设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在计量芯片中选择待配置的滤波器，并选择待配置项；步骤2，根据对计量芯片的测量要求，对步骤1中所述的滤波器进行配置。2.根据权利要求1所述的一种计量芯片带宽可配置设计方法，其特征在于，步骤1中所述的待配置的滤波器，包括：ADC后接入的低通滤波器(1)、希尔伯特变换滤波器(2)、低通滤波器(3)以及半带滤波器(4)。3.根据权利要求2所述的一种计量芯片带宽可配置设计方法，其特征在于，步骤1中所述的ADC后接入的低通滤波器(1)和低通滤波器(3)均为低通滤波器，低通滤波器的传递函数为：其中，R是延时因子，M为降采样率即抽取因子，N为级联的阶数；选择上述三个参数作为低通滤波器的待配置项。4.根据权利要求3所述的一种计量芯片带宽可配置设计方法，其特征在于，步骤1中所述的希尔伯特变换滤波器(2)为一对，即第一希尔伯特变换滤波器和第二希尔伯特变换滤波器，传输函数分别为：波器，传输函数分别为：其中，k1、k2和k3分别为第一希尔伯特变换滤波器的三个参数；b1、b2和b3分别为第二希尔伯特变换滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雯中，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：