JAJU978 February   2025 AMC131M03 , MSPM0G1507

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
    2. 1.2 最終製品
    3. 1.3 電気メーター
    4. 1.4 電力品質メータ、電力品質アナライザ
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 電圧測定のアナログ フロント エンド
      2. 2.2.2 電流測定のアナログ フロント エンド
      3. 2.2.3 XDS110 エミュレータ
      4. 2.2.4 Bluetooth® データの送信
      5. 2.2.5 2 つのモジュール間での Bluetooth® 接続
      6. 2.2.6 Bluetooth® と UART の接続
      7. 2.2.7 TMAG5273 リニア 3D ホール効果センサによる磁気改ざん検出
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1  MSPM0G3507
      2. 2.3.2  AMC131M03
      3. 2.3.3  CDC6C
      4. 2.3.4  RES60A-Q1
      5. 2.3.5  TPS3702
      6. 2.3.6  TPD4E05U06
      7. 2.3.7  ISOUSB111
      8. 2.3.8  LMK1C1104
      9. 2.3.9  MSP432E401Y
      10. 2.3.10 TPS709
      11. 2.3.11 TMAG5273
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件
      1. 3.1.1 クロック供給システム
        1. 3.1.1.1 BAW 発振器
        2. 3.1.1.2 水晶発振器
        3. 3.1.1.3 PWM
        4. 3.1.1.4 クロック バッファ
      2. 3.1.2 SPI バスの構成
      3. 3.1.3 LED と UART のジャンパ設定
    2. 3.2 ソフトウェア要件
      1. 3.2.1 PC GUI 通信用の UART
      2. 3.2.2 ダイレクト メモリ アクセス (DMA)
      3. 3.2.3 ADC 設定
      4. 3.2.4 較正
    3. 3.3 テスト設定
      1. 3.3.1 テスト構成への接続
      2. 3.3.2 電源オプションとジャンパ設定
        1.       51
      3. 3.3.3 注意および警告
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 電気メータの計測精度の結果
      2. 3.4.2 放射エミッション性能
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 4.1.3.1 レイアウト プリント
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について

3.2.3 ADC 設定

AMC131M03 デバイスのレジスタは、すべての関連するアナログ入力チャネルについて適切な測定データを供給するためには、初期化する必要があります。この初期化プロセスは、計測アプリケーションを開始するたび、および計測キャリブレーション手順を実行するたびに行われます。

TIDA-010244 TIDA-010244 ファームウェアのエネルギー測定の初期化シーケンス図 3-1 TIDA-010244 ファームウェアのエネルギー測定の初期化シーケンス

MSPM0+ MCU の SPI モジュールは、4 線式モードを使用するコントローラ デバイスとして構成されています (SPI ハードウェア モジュールによって、4 つのチップ セレクト信号CS0、CS1、CS2 と CS3 が自動的に High と Low にアサートされます)。SPI モジュールのセットアップ後、すべての割り込みがディセーブルされ、SYNC_RESET ラインのリセット パルスが MSPM0+ MCU から送信されます。その後で割り込みが再度有効され、MSPM0+ MCU は SPI 書き込みコマンドを ADC に送信し (最初は位相 A の場合は AMC131M03、次に位相 B の場合は AMC131M03、次に位相 C の場合は AMC131M03、最後に中間の場合は AMC131M03) レジスタを構成します：

  • MODE レジスタの設定：16 ビットの CCITT CRC を使用、AMC31M03 データパケットの各ワードは 24 ビット長、イネーブル中で最も遅延しているチャネルで DRDY 信号をアサート、変換値が利用できないとき DRDY を High にアサート、変換値の準備ができたとき DRDY を Low にアサート
  • GAINx レジスタの設定：3 つのチャネルすべてで PGA ゲイン = 1 を使用し、各 AMC デバイスのラインから中性線への電圧を測定
  • GAINy レジスタの設定：PGA ゲイン= 32は、4 つの電流測定チャネル (シャント チャネル) すべてで使用されます。
  • CHx_CNG レジスタの設定 (x はチャネル番号)
    • 3 相モード：7 つの ADC チャネル入力をすべて外部 ADC ピンに接続、各チャネルのチャネル位相遅延を 0 に設定 (AMC131M03 ハードウェア位相補償の代わりに SDK ミドルウェアのソフトウェア位相補償を使用)
  • CLOCK レジスタの設定：1024 の OSR、すべてのチャネルがイネーブル、高分解能変調器の電力モード

MSPM0+ MCU は、4 つの DRDY ピンのいずれかに立ち下がりエッジが発生するたびにポート割り込みを生成するように起動時に構成されています。この信号は、新しい測定サンプルが利用可能であることを示します。

ADC 変調器のクロックは、CLKIN ピンに供給されるクロックから生成されます。CLKIN ピンの信号は内部で 2 分周されて、ADC 変調器のクロックを生成します。したがって、ADC のサンプリング周波数は、式 3 に示すように定義されます。

式 3. fS=fMOSR=fCLKIN2×OSR

ここで、

  • fS はサンプリング レートです
  • fM は変調器のクロック周波数です
  • fCLKIN は、AMC131M03 の CLKIN ピンに供給されるクロックです
  • OSR は選択したオーバーサンプリング比です

この設計では、MSPM0+ MCU の M0_CLKOUT 信号の周波数は 8.192MHz です。オーバーサンプリング比は、適切なレジスタ設定によって 1024 に選択されます。その結果、4 つの ADC の ADC 変調器のクロックはすべて 4.096MHz に設定され、サンプル レートは毎秒 4000 サンプルに設定されます。

各ラインから中性線までの電圧を測定する 3 相システムでは、3 つの電圧と 3 つの電流、および 2 つの位相の間の絶縁性を個別に測定するため、少なくとも 3 つの AMC デバイスが必要です。この設計では、3 相構成用のソフトウェアで、以下の ADC チャネル マッピングが使用されます。

  • AMC131M03 (U4) の AIN0P および AIN0N → 電流 I1 (A 相電流)
  • AMC131M03 (U4) の AIN1P および AIN1N → 電圧 V1 (位相 A のラインから中性線までの電圧)
  • AMC131M03 (U5) の AIN0P および AIN0N → 電流 I2 (B 相電流)
  • AMC131M03 (U5) の AIN1P および AIN1N → 電圧 V2 (位相 B のラインから中性線までの電圧)
  • AMC131M03 (U6) の AIN0P および AIN0N → 電流 I3 (C 相電流)
  • AMC131M03 (U6) の AIN1P および AIN1N → 電圧 V3 (位相 C のラインから中性線までの電圧)
  • AMC131M03 (U7) の AIN0P および AIN0N → 電流 N (中性電流)