ZHCU648B March   2019  – February 2021

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 终端设备
      1. 1.1.1 电表
      2. 1.1.2 电能质量监测仪，电能质量分析仪
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  ADS131M04
      2. 2.2.2  MSP432P4111
      3. 2.2.3  TPS3840
      4. 2.2.4  TPS25921L
      5. 2.2.5  THVD1500
      6. 2.2.6  ISO7731B
      7. 2.2.7  TRS3232E
      8. 2.2.8  TPS709
      9. 2.2.9  TVS1800
      10. 2.2.10 ISO7720
    3. 2.3 设计注意事项
      1. 2.3.1 设计硬件实现
        1. 2.3.1.1 限流器电路
        2. 2.3.1.2 28
        3. 2.3.1.3 TPS3840 SVS
        4. 2.3.1.4 模拟输入
          1. 2.3.1.4.1 电压测量模拟前端
          2. 2.3.1.4.2 电流测量模拟前端
      2. 2.3.2 如何实现计量测试软件
        1. 2.3.2.1 设置
          1. 2.3.2.1.1 时钟
          2. 2.3.2.1.2 端口映射
          3. 2.3.2.1.3 用于 GUI 通信的 UART 设置
          4. 2.3.2.1.4 实时时钟 (RTC)
          5. 2.3.2.1.5 LCD 控制器
          6. 2.3.2.1.6 直接存储器存取 (DMA)
          7. 2.3.2.1.7 ADC 设置
        2. 2.3.2.2 前台进程
          1. 2.3.2.2.1 公式
        3. 2.3.2.3 后台进程
          1. 2.3.2.3.1 per_sample_dsp()
            1. 2.3.2.3.1.1 电压和电流信号
            2. 2.3.2.3.1.2 频率测量和周期跟踪
          2. 2.3.2.3.2 LED 脉冲生成
          3. 2.3.2.3.3 相位补偿
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 所需的硬件和软件
      1. 3.1.1 注意事项和警告
      2. 3.1.2 硬件
        1. 3.1.2.1 与测试设置的连接
          1. 3.1.2.1.1 双电压连接
          2. 3.1.2.1.2 单电压连接
        2. 3.1.2.2 电源选项和跳线设置
      3. 3.1.3 软件
    2. 3.2 测试和结果
      1. 3.2.1 测试设置
        1. 3.2.1.1 SVS 和电子保险丝功能测试
        2. 3.2.1.2 电表计量精度测试
        3. 3.2.1.3 查看计量读数和校准
          1. 3.2.1.3.1 从 LCD 中查看结果
          2. 3.2.1.3.2 从 PC 校准和查看结果
            1. 3.2.1.3.2.1 查看结果
            2. 3.2.1.3.2.2 校准
              1. 3.2.1.3.2.2.1 增益校准
                1. 3.2.1.3.2.2.1.1 电压和电流增益校准
                2. 3.2.1.3.2.2.1.2 有源功率增益校准
              2. 3.2.1.3.2.2.2 偏移校准
              3. 3.2.1.3.2.2.3 相位校准
      2. 3.2.2 测试结果
        1. 3.2.2.1 SVS 和电子保险丝功能测试结果
        2. 3.2.2.2 电表计量精度结果
  10. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
    3. 4.3 PCB 布局建议
      1. 4.3.1 布局图
    4. 4.4 Altium 工程
    5. 4.5 Gerber 文件
    6. 4.6 装配图
  11. 5相关文档
    1. 5.1 商标
  12. 6作者简介
  13. 7修订历史记录

4.3 PCB 布局建议

就此设计而言，必须遵循以下通用指南：

  • 将去耦电容放置在靠近其相关引脚的位置。
  • 使用接地平面而不是接地布线，尽量减少接地平面中的切口，尤其是 ADS131M04 附近的切口。在本设计中，顶层和底层都有一个接地平面；这种情况下，请通过充分使用过孔来确保平面之间良好连通。
  • 保持通往 ADC 通道输入端的两条布线对称，并且彼此尽可能靠近。
  • 如果不执行功率偏移，则从电压通道到电流通道的串扰会降低较低电流下的精度。为了最大限度减少 PCB 上的电压 — 电流串扰，请将 ADC 通道 0 和 1 分配给电流通道，将通道 2 和 3 分配给电压通道；或者将 ADC 通道 0 和 1 分配给电压通道，将通道 2 和 3 分配给电流通道。
  • 对于 ADS131M04 器件，应将 0.1μF 电容器放置在最靠近 AVDD 引脚的位置，而不是 1μF 电容器。对于连接到 DVDD 的 0.1μF 电容器和 1μF 电容器，同样如此。
  • 请注意，从一个转换器转到另一个转换器时，ADS131M04 上的 AINxP 和 AINxN 引脚顺序会切换。本设计中处理该顺序交换的方法是交换连接到电压和电流端子的电线的连接顺序（J26 和 J27 电流端子之间的电线顺序反转，J28 和 J29 电压端子之间的电线顺序也反转）
  • 尽量缩短用于将晶体连接到微控制器的布线的长度。围绕晶体引线放置保护环，并将晶体外壳接地。此外，晶体下方必须有干净的接地层，并且必须避免在晶体下方进行任何布线。此外，要使高频信号远离晶体。
  • 在电源连接中使用宽布线。
  • 对隔离式 RS-232 和 RS-485 使用不同的接地层。这另一个接地层为 RS-232 和 RS-485 的地电位，而不是电路板中其他位置使用的 GND。
  • 确保本设计中的 ISO7731B 和 ISO7720 隔离器件满足推荐的间隙和爬电间距。