MAXREFDES30

简介

三相功率测量应用需要多个模拟输入，用于测量三相系统中每条线路的电压和电流。电源监控系统必须同时对所有模拟输入进行采样，以准确计算瞬时功耗。

Petaluma (MAXREFDES30#)子系统参考设计提供8个高速、250ksps、16位同步采样模拟输入通道，可接受±10V输入信号。

Petaluma设计采用两个四倍超高精度、超低噪声输入缓冲器(MAX44252)；8通道、16位同步采样ADC (MAX11046B)；超高精度4.096V基准电压源(MAX6126)；以及+10V、-10V和+5V稳压电源轨（MAX1659、MAX765/LM337、MAX8881）。除了三相功率测量应用之外，在多相电机控制和工业振动检测等任何需要对多个模拟输入同时进行采样的应用中，该子系统均具有出色的性能。

硬件详细说明

Petaluma子系统针对使用多个高速、高精度、同步采样模拟输入的应用进行了优化。图1为Petaluma参考设计框图。

MAX44252器件（U1和U2）是四通道超高精度、低噪声运算放大器。运算放大器衰减并缓冲±10V输入信号，以匹配ADC (MAX11046)的输入范围。MAX44252器件采用反相配置，因此信号极性在ADC输入端反转。通过以下公式，可将ADC代码转换为电压：10-CODE/65536*20。

MAX11046 (U3)是一款低成本、8通道、250ksps、16位、单电源、双极性、同步采样ADC。

虽然MAX11046 ADC具有4.096V内部基准电压源，但Petaluma使用MAX6126 (U4)外部基准电压源，旨在尽可能实现更高的精度。MAX6126的初始精度为0.02%，最大温度系数(tempco)为3ppm/°C。

默认情况下，如果所有分流器都安装在1-2位置，则Petaluma由ZedBoard上FMC连接器的12V和3.3V输出供电。MAX1659 (U5)和MAX8881 (U6)提供5V和10V后置稳压电源轨。MAX765 DC-DC逆变器和LM337负LDO产生-10V电源轨。若要使用外部电源，将所有跳线上的分流器移至2-3位置。将外部电源的接地端子连接至GND连接器。将3.3V、5V、10V和-10V电源连接到板上相应的连接器。

将Petaluma连接到兼容FMC的现场可编程门阵列(FPGA)/微控制器开发板。Petaluma采用FMC连接器提供的3.3V和12V电源电压，并使用图2所示的引脚分配。

表1列出了电源要求。表2列出了目前支持的平台和端口。

ZedBoard固件详细说明

表2列出了目前支持的平台和端口。可以在“所有设计文件”部分的“固件文件”下定期添加对其他平台的支持。

针对ZedBoard套件发布的Petaluma固件支持集成在Xilinx Zynq片上系统(SoC)中的ARM^® Cortex^®-A9处理器。

固件中提供了一个工作示例，说明如何连接到硬件、采集样本并将其保存到内存中。图3显示了处理流程。固件使用Xilinx SDK工具以C语言编写，该工具基于Eclipse开源标准。定制Petaluma特定设计功能利用AXI MAX11046定制IP内核创建。该固件支持250ksps的最大ADC采样速率。

固件接受命令、配置ADC，并能够通过虚拟COM端口将采样数据块下载到标准终端程序。将提供完整源代码，助力客户加速开发。相应的固件平台文件中包含代码文档。

快速入门

设备要求：

• 带两个USB端口的Windows^® PC
• Petaluma (MAXREFDES30#)板
• Petaluma支持的平台（即ZedBoard套件）
• 工业信号源

下载并仔细阅读Petaluma (MAXREFDES30#) ZedBoard快速入门指南，按照说明执行每个步骤。

实验室测量

使用的设备：

• Audio Precision^® SYS-2722信号源或等效器件
• 电压校准仪DVC-8500
• 带两个USB端口的Windows PC
• Petaluma (MAXREFDES30#)板
• ZedBoard套件

测试Petaluma设计时要特别小心，并使用合适的设备。重复呈现测试数据需要使用精度比被测设计更高的信号源。要求必须使用低失真信号源来重复呈现结果。输入信号使用Audio Precision SYS-2722提供。FFT使用Mitov Software的SignalLab中的FFT控件创建。

ARM是ARM Limited的注册商标和注册服务标志。
Audio Precision是Audio Precision, Inc.的注册商标。
Cortex是ARM Limited的注册商标。
Eclipse是Eclipse Foundation, Inc.的商标。
Windows是Microsoft Corporation的注册商标和注册服务标志。
Xilinx是Xilinx, Inc.的注册商标和注册服务标志。
ZedBoard是ZedBoard.org的商标。
Zynq是Xilinx, Inc.的注册商标。