一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法，涉及电力线通信系统领域。所述一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法包括以下步骤：步骤1：MCU芯片以外部时钟源驱动秒定时器，基准采样频率记为F

【技术实现步骤摘要】
一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法


[0001]本专利技术涉及电力线通信系统
，尤其涉及一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法。

技术介绍

[0002]在低压台区微电流通信中，电流采样采用计量ADC交采芯片进行设计，不同方案ADC交采芯片采样频率不同且采样频偏差异较大，对低压台区微电流通信性能有较大影响，极大影响了低压台区微电流通信的应用效果。
[0003]低压台区微电流通信接收设备通常采用MCU芯片和ADC交流采样芯片组合设计，MCU芯片所采用的外部时钟源频偏一般在
±
20ppm以内，能够满足低压台区微电流通信性能要求，这为通过MCU芯片时钟源纠正ADC交采芯片采样频率和频率偏移提供了依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对低压台区微电流通信系统中ADC交采芯片采样频率与基准频率不一致且采样频率频偏较大问题，提供了一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法。该方法通过MCU芯片产生秒定时器，记录每秒ADC交采芯片采样点数，循环多次取平均值计算得到实际采样频率，MCU芯片根据实际采样频率计算Gardner插值算法参数，并依据参数采用Gardner差值算法将实际采样数据插值为基准频率采样数据，解决采样装置频率偏差问题。
[0005]一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法，其特征在于包括以下步骤：
[0006]步骤1：MCU芯片以外部时钟源驱动秒定时器，基准采样频率记为F
c
。
[0007]步骤2：MCU芯片在秒定时器中断触发后生成上一秒ADC交采芯片采样点数记录。
[0008]步骤3：MCU芯片循环生成N次秒定时器中断触发后上一秒ADC交采芯片采样点数记录。
[0009]步骤4：MCU芯片根据N次采样点数记录计算获得ADC实际采样频率F
re
。
[0010]步骤5：MCU芯片根据实际采样频率F
re
计算Gardner插值算法参数I
x
。
[0011]步骤6：MCU芯片依据I
x
采用Gardner插值算法将以F
re
采样得到数据插值为采样频率为F
c
的数据。
[0012]步骤7：循环执行步骤1～6，实时对ADC交采芯片实际采样频率进行修正。
[0013]进一步地，所述步骤2，MCU芯片利用秒定时器统计ADC交采芯片每秒采样点数。
[0014]进一步地，所述步骤3，N取值范围为1～60，即通过秒定时器记录1～60次ADC交采芯片采样点数。
[0015]进一步地，所述步骤4，MCU芯片利用多次统计采样点数计算ADC交采芯片实际采样频率F
re
，计算公式为：式中N为统计次数，d
j
为每秒采样点数。
[0016]进一步地，所述步骤5，Gardner插值参数I
x
计算公式为：G＝gcd(10*F
re
,10*F
c
)，I
x
＝(10*F
c
‑
10*F
re
)/G，式中F
re
为实际采样频率，F
c
为基准采样频率，10为放大倍数，G为10倍
F
re
和10倍F
c
的最大公约数。
[0017]进一步地，所述步骤6，Gardner插值算法采用的插值公式为：进一步地，所述步骤6，Gardner插值算法采用的插值公式为：式中D
outi
为插值后采样点，D
1i
、D
2i
、D
3i
和D
4i
是连续的四个插值前采样点，i为插值数据索引，k、k1和k2为中间变量，不具有实际意义，i、k1和k2的初值为0。
[0018]进一步地，所述步骤6，在MCU芯片插值过程中F
re
发生变化时，需要在k为0时再更新插值参数，保证每次新实际采样频率插值均以原始数据作为起始点，避免出现插值数据偏差，得到基准采样频率的采样数据。
[0019]进一步地，所述步骤7，MCU芯片通过删除第一秒采样记录和写入最新一秒采样记录循环生成N次采样记录，根据设定计算采样频率时间间隔，确定更新ADC交采芯片实际采样频率时间。
[0020]本专利技术的有益技术效果：该方法MCU芯片通过秒定时器记录ADC交采芯片每秒采样点数，利用多次平均得到ADC实际采样率，然后采用插值算法将采样数据插值为基准采样频率的采样数据，解决了ADC交采芯片实际采样频率与基准采样频率不一致且采样频率频偏较大问题，具有很好的工程实用性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术采样频率修正方案总体流程图。
[0022]图2是本专利技术实施例中采样系统方案示意图。
[0023]图3是本专利技术实施例中ADC交采芯片原始采样数据图。
[0024]图4是本专利技术实施例中按照标定采样频率插值后数据图。
[0025]图5是本专利技术实施例中按照修正采样频率插值后数据图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。
[0027]结合附图1和附图2，一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法，实施例步骤如下：
[0028]步骤1：MCU芯片控制ADC交采芯片进行模拟信号采样。采样系统方案示意图如附图2所示，MCU芯片采用外部晶振作为时钟源运行，采样频率偏差在
±
20ppm以内。ADC交采芯片使用内部晶振进行采样，标定采样频率为4687.5Hz，采样频率偏差在
±
5000ppm以内。
[0029]步骤2：MCU芯片以外部时钟源驱动秒定时器，基准采样频率F
c
取5000Hz，当中断触发后生成上一秒ADC交采芯片采样点数记录。
[0030]步骤3：MCU芯片循环生成32次中断触发后上一秒ADC交采芯片采样点数记录，测试
信号为标准源产生的50Hz工频电压。
[0031]步骤4：MCU芯片根据32次采样点数记录，计算获得实际采样频率F
re
，计算公式为：式中统计次数N取32，d
j
为每秒采样点数，得到F
re
为4687.3Hz。
[0032]步骤5：MCU根据实际采样频率F
re
和基准采样频率F
c
计算Gardner插值算法参数I
x
，计算公式为：G＝gcd(10*F
re
,10*F
c
)，I
x
＝(10*F
c
‑
10*F
re
)/G，式中10为放大倍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离采样装置的时钟源频偏修正方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：MCU芯片以外部时钟源驱动秒定时器，基准采样频率记为F
c
；步骤2：MCU芯片在秒定时器中断触发后生成上一秒ADC交采芯片采样点数记录；步骤3：MCU芯片循环生成N次秒定时器中断触发后上一秒ADC交采芯片采样点数记录，N取值范围为1～60；步骤4：MCU芯片根据N次采样点数记录计算获得ADC实际采样频率F
re
，计算公式为：式中N为统计次数，d
j
为每秒采样点数；步骤5：MCU芯片根据实际采样频率F
re
计算Gardner插值算法参数I
x
，计算公式为：G＝gcd(10*F
re
,10*F
c
)和I
x
＝(10*F
c
‑
10*F
re
)/G，式中F
re
为实际采样频率，F
c
为基准采样频率，10为放大倍数，G为10倍F
re
和10倍F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨，付友涛，严由辉，郭春旭，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：