數字信號處理器在電測儀表中的運用

王 霞 國網黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司 黑龍江哈爾濱 150000

數字信號處理器在電測儀表中的運用

王 霞 國網黑龍江省電力有限公司哈爾濱供電公司 黑龍江哈爾濱 150000

數字信號處理器簡稱DSP，隨著科技的不斷進步，DSP技術在應用的過程中越來越完善，而且在電測儀表的運用中發揮著重要的作用。在對DSP的應用優勢進行分析后了解到，DSP芯片具有運行速度快、功能強大、編程與開發簡單的優點，其在開發信號處理系統中具有不可取代的應用效果，并且可以適用于多個不同的領域。本文對數字信號處理器在電測儀表的運用情況進行了介紹，希望對相關研究人員提供一定可參考經驗。

數字信號處理器；DSP；電測儀表；應用

DSP在研究出來后，替代了傳統的信號處理器，其在應用的過程中收到了良好的效果，這主要是因為DSP具有良好的性能，而且硬件結構也比較完善，這擴大了DSP的應用范圍。本文對DSP在電測儀表中的應用情況進行了介紹，針對應用中存在的問題，可以對DSP進行更好的完善，從而對DSP的應用效果進行很好的控制，使其發揮出更大的應用價值。

1　數字信號處理器（DSP）簡介

數字信號處理器是一種先進的設備，其采用的芯片具有實時處理的特點，其屬于嵌入式系統，可以利用數字方式對信號進行變換、壓縮以及識別。 DSP同時也屬于專用的高速微處理器，在傳輸信號與數據時，具有較快的速度，而且有著較為強大的運算功能。 DSP芯片在數據信息處理中有著良好的優勢，這促進了數字信號處理器的應用與推廣，應用這種設備可以處理不可延時的實時信號，從而對信息進行快速的運算。 DSP采用的是流水作業的方式，其可以在一個芯片上完成多項任務。DSP具有獨立的乘法器以及累加器，而且能用流水線的方式完成多項指令，與常規微處理器相比，有著更好的應用優勢，這種先進的處理器采用了特殊的技術，從而可以實現指令的重疊，還能完成數據指針的逆尋。

2　DSP的應用情況

在電測儀表中，采用的DSP有著多種類型，不同型號與結構的DSP有著不同的應用優勢。電測儀表在系統運行中發揮著監測的作用，在某種程度上，電測儀表可以代表工作人員的雙眼，其可以檢測出系統存在的安全隱患以及故障，在設備生產的過程中，可以真實的反映出運行狀況，還可以對事故進行判斷，在使用的過程中，降低了安全事故出現的概率，還可以為企業的生產帶來較大的效益。 DSP數字信號處理器在電測儀表的應用中，增強了儀表的功能，而且促進了電測儀表的發展。

DSP有著兩種不同的結構，一種是浮點DSP，另一種是定點DSP，二者主要是在數據的存儲結構中存在較大的差異。采用浮點DSP，無法了解數據存儲的過程，但是可以實現數據格式的轉換。在選擇DPS的類型時，可以從芯片的性能、價格以及耗損方面綜合考慮，在保證效用的同時，還要降低系統運行的成本。定點DSP比較適合應用在算法較為簡單的環境中，而且比較適合頻率較低的場合，浮點DSP則正好相反，二者在運行環境中有著較大的差異，所以在選擇的過程中，一定要結合實際的環境。如果系統中數據范圍比較大，則可以優先考慮浮點DSP。

在國際市場中，應用比較廣泛的是TI公司生產的TMS320系列的DSP，其有著優良的特性，所以在市場中占有較大比重的份額。隨著科技的不斷發展， DSP技術不斷進步，性能有了較大改善，功能也越來越強大，很多生產單位對DSP的封面外形進行了優化。現在在市場中使用比較多的是表面貼裝式DSP，與雙列直插式DSP相比，其在尋址、并行處理能力、數據吞吐等方面有著較大的提升。 TI生產的DSP隨著時代的發展也在不斷的進步，比如最早系列可處理定點數為16位，運算的速度為20MIPS，而升級后可以處理32位定點數，運算速度提升了100倍。為了更好的滿足用戶的要求，該公司還調整了DSP的價格與性能。我國電測儀器中采用了16位定點DSP，在一些特定的場合，采用了32位浮點數DSP，由于后者的價位更高，所以只在特殊的場合下使用。

TMS320系列的DSP采用的制造工藝是靜態CMOS集成技術，其結構以及存儲功能都比較強大，而且采用了流水線操作方式，在應用的過程中，可以達到40MIPS的速度。在我國測量儀表中，應用比較廣的是C20X系列的DSP，這種系列有著多種型號， 16位單片機DSP屬于升級后的產品，其內置了多種轉換器。定時器以及單元、借口，可以滿足不同場合的應用要求。另外，這種F206型號的DSP應用最為廣泛，其內置的RAM以及ROM分別為4.5K、32K，內置轉換器flash ROM字節為8k或16k。系統中定時器為3個，接口有SCI、 PCI兩種類型，我國電測儀表的運行環境比較特殊，只有選擇適合的數字信號處理器，才能保證電測儀表性能的提升，功能的最大發揮。

我國選用的DSP設備可以將數據以及程序存儲在不同的空間中，而且可以實現取指與存取同步進行，這種運行方式有利于提高系統運行的速度，還可以加快數據處理的效率。發送信號與接收信號采用了雙緩沖方式，其為人機交互提供了較多的便利，采用的累加器也提高了信號處理的效率，所以在實際應用中， DSP發揮著良好的效果。

3　數字信號處理器（DSP）在電測儀表中的運用

新一代電測儀表的這些要求必然要使用DSP技術，以DSP作為電測儀表的數據處理的核心技術，在很大程度促進了電能儀表技術含量的提高。利用DSP芯片作為儀表的技術核心已經成為當前電測儀表的一種發展趨勢。

MCU單片機是對外圍的負責同時對DSP工作進行協調，作為高速數據處理部件的DSP則主要負責運算控制，MCU和DSP的相互結合形成了一個高效系統。經過A/D轉換過的三相交流電量可以輸入DSP實施復雜的數據處理可以對實現電量高效、準確的測量同時可以進行其他大量數據的分析和處理。

減少部分中間環節可以降低硬件電路對整個系統造成的中間誤差，與單片機進行對比DSP的效率更高可以使儀表可以快速的進行繁雜數據的處理河以在儀表上直接顯示出原來需要人工處理的數據始用戶帶來了更多的方便。

4　結語

隨著科技的不斷進步，我國電測儀表技術在不斷的發展，應用的范圍也在不斷擴大，為了促進電測儀表功能的發揮，相關單位引進了數字信號處理器， DSP技術在不斷完善的過程中，有效提高了電測儀表的應用價值。為了更好的滿足用戶的要求，設計人員對DSP的結構進行了優化，還對其單片芯片進行了改良，這有利于提高電測儀表的精度，也可以提高生產單位的市場競爭力。在國際市場中， DSP的類型有很多種，為了增大市場的占有率，必須對DSP技術進行改進。

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