摘 要：AD7606是ADI公司推出的新一代16位、8通道、同步采樣、雙極性輸入的模擬數字轉換器ADC。本文以國家智能電網的發展為契機，基于智能化變電站的解決方案，重點介紹AD7606系列ADC的設計要點和注意事項，為電力系統二次設備的開發提供有力的幫助。

1引言

低碳時代的到來，智能電網是當今世界電力系統發展變革的動向，也是一項龐大的系統工程。我國的智能電網[1]是以特高壓電網為骨干網架、各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎，將現代*的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。智能電網以“安全、經濟、、清潔、低碳”為核心，充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置，確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性，滿足環保約束，保證電能質量。

日益增強的信號處理技術使得下一代系統的準確度可優于0.1%，準確度的提升主要得益于采用高性能同步采樣的模擬數字轉換器ADC，它提供了滿足未來智能化變電站系統所需要的分辨率和性能[2]。美國亞德諾半導體技術公司（ADI）推出的新一代8通道同步采樣ADC家族系列可實現性能優異的信噪比（SNR），可選的過采樣模式更可以進一步提高SNR 性能。AD7606多通道的集成可方便實現智能化變電站設備中的多路I&V（電流和電壓）的測量和監控，這使得電力線路監控系統能夠實時監測和管理電網上發生的各種異常事件，實現智能化變電站功能綜合化，系統保護、控制、測量設備數字化，運行管理智能化，適應電力市場的發展，確保我國智能電網的堅強性。

2 系統體系結構

一個典型的電力二次設備系統示意如下圖1所示。一次側的電壓電流信號接入二次互感器PT/CT，經過信號調理后輸入ADC，采樣轉換后的數據由CPU/DSP進行處理，控制信號經隔離后輸出，狀態信號經隔離后輸入。

圖1：典型的電力二次設備系統示意圖。

傳統電網向智能電網轉變，要求電力二次設備具有更強的接口能力、控制能力、保護能力、測量能力、通信能力和數據處理能力，因此CPU/DSP和ADC一般是系統設計中需要考慮的兩個關鍵器件。

ADI公司的Blackfin系列處理器以強大的處理能力、高性能以及低成本特點符合電力二次設備市場的發展方向，使設備制造商能夠輕松實現各種通用或定制化的功能，可以在不改變（或很少改變）硬件的情況下迅速適應不斷發展的標準和新增功能需求，并大大降低產品研發風險和制造成本。同時在外設上，Blackfin系列提供了豐富的選擇，從而給客戶提供了極大的設計便利性和豐富的可用片上設計資源。參考ADI應用工程師程濤的文章《ADI DSP處理器在電力二次設備領域的應用》[3]，可以獲取更多的信息。

以下將重點介紹ADC相關的部分。ADC是數據采集系統中的一個重要環節。在傳統的設計中，系統選用的ADC分辨率一般為14位，比如業界流行的4通道AD7865，輸入端可以接受真雙極性輸入信號，并且提供80dB的SNR。隨著業界對16 位分辨率和多通道ADC的需求越來越強烈，ADI公司開發了6通道16bit的AD7656以滿足設計的需求。AD7656具有86.5dB的SNR，可以提供滿足測量交流小信號所需的性能指標。但是在新的設計需求中，系統中包含的電流/電壓互感器CT/PT的數量會有多個，對ADC總通道數的需求往往超過12個。作為電力二次設備制造商的關鍵供應商，ADI公司深刻理解中國客戶的需求，在AD7656成功應用的經驗基礎之上，再次推出16位8通道同步采樣的AD7606系列，以便能夠更好的滿足用戶在應對這些困難時面臨的技術挑戰。