数字信号处理器在电测仪表中的运用

王 霞 国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司 黑龙江哈尔滨 150000

数字信号处理器在电测仪表中的运用

王 霞 国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司 黑龙江哈尔滨 150000

数字信号处理器简称DSP，随着科技的不断进步，DSP技术在应用的过程中越来越完善，而且在电测仪表的运用中发挥着重要的作用。在对DSP的应用优势进行分析后了解到，DSP芯片具有运行速度快、功能强大、编程与开发简单的优点，其在开发信号处理系统中具有不可取代的应用效果，并且可以适用于多个不同的领域。本文对数字信号处理器在电测仪表的运用情况进行了介绍，希望对相关研究人员提供一定可参考经验。

数字信号处理器；DSP；电测仪表；应用

DSP在研究出来后，替代了传统的信号处理器，其在应用的过程中收到了良好的效果，这主要是因为DSP具有良好的性能，而且硬件结构也比较完善，这扩大了DSP的应用范围。本文对DSP在电测仪表中的应用情况进行了介绍，针对应用中存在的问题，可以对DSP进行更好的完善，从而对DSP的应用效果进行很好的控制，使其发挥出更大的应用价值。

1　数字信号处理器（DSP）简介

数字信号处理器是一种先进的设备，其采用的芯片具有实时处理的特点，其属于嵌入式系统，可以利用数字方式对信号进行变换、压缩以及识别。 DSP同时也属于专用的高速微处理器，在传输信号与数据时，具有较快的速度，而且有着较为强大的运算功能。 DSP芯片在数据信息处理中有着良好的优势，这促进了数字信号处理器的应用与推广，应用这种设备可以处理不可延时的实时信号，从而对信息进行快速的运算。 DSP采用的是流水作业的方式，其可以在一个芯片上完成多项任务。DSP具有独立的乘法器以及累加器，而且能用流水线的方式完成多项指令，与常规微处理器相比，有着更好的应用优势，这种先进的处理器采用了特殊的技术，从而可以实现指令的重叠，还能完成数据指针的逆寻。

2　DSP的应用情况

在电测仪表中，采用的DSP有着多种类型，不同型号与结构的DSP有着不同的应用优势。电测仪表在系统运行中发挥着监测的作用，在某种程度上，电测仪表可以代表工作人员的双眼，其可以检测出系统存在的安全隐患以及故障，在设备生产的过程中，可以真实的反映出运行状况，还可以对事故进行判断，在使用的过程中，降低了安全事故出现的概率，还可以为企业的生产带来较大的效益。 DSP数字信号处理器在电测仪表的应用中，增强了仪表的功能，而且促进了电测仪表的发展。

DSP有着两种不同的结构，一种是浮点DSP，另一种是定点DSP，二者主要是在数据的存储结构中存在较大的差异。采用浮点DSP，无法了解数据存储的过程，但是可以实现数据格式的转换。在选择DPS的类型时，可以从芯片的性能、价格以及耗损方面综合考虑，在保证效用的同时，还要降低系统运行的成本。定点DSP比较适合应用在算法较为简单的环境中，而且比较适合频率较低的场合，浮点DSP则正好相反，二者在运行环境中有着较大的差异，所以在选择的过程中，一定要结合实际的环境。如果系统中数据范围比较大，则可以优先考虑浮点DSP。

在国际市场中，应用比较广泛的是TI公司生产的TMS320系列的DSP，其有着优良的特性，所以在市场中占有较大比重的份额。随着科技的不断发展， DSP技术不断进步，性能有了较大改善，功能也越来越强大，很多生产单位对DSP的封面外形进行了优化。现在在市场中使用比较多的是表面贴装式DSP，与双列直插式DSP相比，其在寻址、并行处理能力、数据吞吐等方面有着较大的提升。 TI生产的DSP随着时代的发展也在不断的进步，比如最早系列可处理定点数为16位，运算的速度为20MIPS，而升级后可以处理32位定点数，运算速度提升了100倍。为了更好的满足用户的要求，该公司还调整了DSP的价格与性能。我国电测仪器中采用了16位定点DSP，在一些特定的场合，采用了32位浮点数DSP，由于后者的价位更高，所以只在特殊的场合下使用。

TMS320系列的DSP采用的制造工艺是静态CMOS集成技术，其结构以及存储功能都比较强大，而且采用了流水线操作方式，在应用的过程中，可以达到40MIPS的速度。在我国测量仪表中，应用比较广的是C20X系列的DSP，这种系列有着多种型号， 16位单片机DSP属于升级后的产品，其内置了多种转换器。定时器以及单元、借口，可以满足不同场合的应用要求。另外，这种F206型号的DSP应用最为广泛，其内置的RAM以及ROM分别为4.5K、32K，内置转换器flash ROM字节为8k或16k。系统中定时器为3个，接口有SCI、 PCI两种类型，我国电测仪表的运行环境比较特殊，只有选择适合的数字信号处理器，才能保证电测仪表性能的提升，功能的最大发挥。

我国选用的DSP设备可以将数据以及程序存储在不同的空间中，而且可以实现取指与存取同步进行，这种运行方式有利于提高系统运行的速度，还可以加快数据处理的效率。发送信号与接收信号采用了双缓冲方式，其为人机交互提供了较多的便利，采用的累加器也提高了信号处理的效率，所以在实际应用中， DSP发挥着良好的效果。

3　数字信号处理器（DSP）在电测仪表中的运用

新一代电测仪表的这些要求必然要使用DSP技术，以DSP作为电测仪表的数据处理的核心技术，在很大程度促进了电能仪表技术含量的提高。利用DSP芯片作为仪表的技术核心已经成为当前电测仪表的一种发展趋势。

MCU单片机是对外围的负责同时对DSP工作进行协调，作为高速数据处理部件的DSP则主要负责运算控制，MCU和DSP的相互结合形成了一个高效系统。经过A/D转换过的三相交流电量可以输入DSP实施复杂的数据处理可以对实现电量高效、准确的测量同时可以进行其他大量数据的分析和处理。

减少部分中间环节可以降低硬件电路对整个系统造成的中间误差，与单片机进行对比DSP的效率更高可以使仪表可以快速的进行繁杂数据的处理河以在仪表上直接显示出原来需要人工处理的数据始用户带来了更多的方便。

4　结语

随着科技的不断进步，我国电测仪表技术在不断的发展，应用的范围也在不断扩大，为了促进电测仪表功能的发挥，相关单位引进了数字信号处理器， DSP技术在不断完善的过程中，有效提高了电测仪表的应用价值。为了更好的满足用户的要求，设计人员对DSP的结构进行了优化，还对其单片芯片进行了改良，这有利于提高电测仪表的精度，也可以提高生产单位的市场竞争力。在国际市场中， DSP的类型有很多种，为了增大市场的占有率，必须对DSP技术进行改进。

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