[发明专利]一种电能计量芯片中的闪变检测电路及检测方法

权利要求书

1.一种电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，包括相互连接的输入转换模块和处理模块，所述输入转换模块用于接受差分输入的模拟电压信号，并转换为第一数字信号输出至所述处理模块，所述处理模块用于实现闪变视感度的检测，并输出瞬时闪变视感度数值；

其中，所述处理模块包括：电压波形采样模块，所述电压波形采样模块与所述输入转换模块相连接，用于接受所述第一数字信号，产生并输出第二数字信号；

有效值计算模块，与所述电压波形采样模块相连接，用于接受所述第二数字信号，计算并输出所述第二数字信号的有效值；

视感度检测模块，与所述电压波形采样模块和所述有效值计算模块相连接，用于对所输入第二数字信号的闪变视感度进行检测，产生并输出瞬时闪变视感度数值；

数字时钟分频模块，分别与所述电压波形采样模块、所述有效值计算模块、以及所述视感度检测电路相连接，用于提供数字时钟信号；

电路配置模块：分别与所述输入转换模块、所述电压波形采样模块、所述有效值计算模块、以及所述视感度测量模块相连接，用于存储并提供配置参数。

2.如权利要求1所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述输入转换模块包括顺次连接的增益放大器和模数转换器，所述增益放大器用于将所输入的信号缩放至一个合适所述模数转换器工作的线性区间，所述模数转换器用于将所输入的模拟信号转化为所述第一数字信号并输出至所述处理模块。

3.如权利要求1所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述电压波形采样模块包括顺次连接的降采样滤波器，直流隔离电路和数字增益调整电路；

所述降采样滤波器用于接受所述第一数字信号，并将所述第一数字信号恢复为定点格式的数字序列；

所述直流隔离电路用于接受所述数字序列并滤除其中的直流分量；

所述数字增益调整电路用于调整并输出所述第二数字信号。

4.如权利要求1所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述有效值计算模块包括顺次连接的乘法器、积分器、开平方运算电路、平均值计算电路以及平滑滤波器，用于使所述第二数字信号经过平方运算、积分运算、开平方运算、平均值运算后通过所述平滑滤波器输出所述有效值。

5.如权利要求1所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述视感度检测模块包括：输入适配电路、平方解调器、高通低通滤波器、频率加权滤波器以及平方和积分滤波器电路、辅助优化电路，接受第二数字信号输入，输出瞬时闪变视感度数值。

6.如权利要求5所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述输入适配电路包括采样速率适配电路、有效值归一化电路和数字增益设置电路；

所述采样速率适配电路，根据输入带宽和闪变敏感频率范围调整闪变检测电路的采样频率，采用两级抽取的方式来降低采样率，包括第一下抽取模块和第二下抽取模块；

所述有效值归一化电路，使用有效值计算电路输出的有效值作为归一化除数因子，将不同幅值的电压波形调整到一个统一到参考水平；

所述数字增益调整电路，通过设置数字增益寄存器对输入信号缩小适当的比例，避免电压波动过大导致后续定点电路运算中出现溢出，并在闪变视感度检测结果输出之前，自动执行放大恢复功能。

7.如权利要求5所述的电能计量芯片中的闪变检测电路，其特征在于，所述辅助优化电路包括直流加速电路、视感度系数归一化电路和视感度增益补偿电路；

所述直流偏置加速电路，在平方解调器的输出信号上自适应减去一个直流偏置分量，用于消除平方解调器的输出信号中包含的直流分量，加速其后连接的高通滤波器的收敛速度；

所述视感度系数归一化电路，在加权滤波器之前针对检测出波动电压的系数进行归一化，使输出符合IEC定义的1觉察单位视感度输出的相对电压波动幅度要求；

所述视感度增益补偿电路，使用根据实际情况校准得到的补偿数值设置寄存器，在瞬时闪变视感度输出之前，补偿视感度检测电路的滤波器增益衰减。