Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Projeto e integração de um sistema de amostragem de tensão e de corrente para aplicações em sistemas de medição de grandezas elétricas
Autor(es): COTRIM, Evandro Daniel Calderaro
Primeiro Orientador: CALDEIRA, Laércio
metadata.dc.contributor.advisor-co1: GUIMARÃES, Carlos Alberto Mohallem
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de um sistema de interfaceamento analógico/digital para aplicações em medida de energia elétrica, integrado em tecnologia CMOS de 0,35μm, onde grandezas como tensão e corrente são amostradas e convertidas em códigos digitais, para posterior processamento digital. A utilização de técnicas de capacitores chaveados nos circuitos de amostragem e de conversão, em substituição às técnicas analógicas convencionais, permite a redução do tamanho dos circuitos e a obtenção de sistemas mais precisos. O sistema desenvolvido possui dois canais de entrada e atinge uma resolução de dez bits, a uma taxa de conversão de 61600 palavras por segundo. Entretanto, pode ser expandido para até 12 canais de entrada, com uma taxa de amostragem de 7600 amostras por segundo, o que resulta em uma taxa de conversão de 369000 palavras por segundo. O circuito ocupa uma área de 5,2 mm2, incluindo os pads. Além de ser uma inovação em relação aos sistemas tradicionais de amostragem, devido ao fato de já possuir o filtro anti-aliasing integrado, canais de aquisição expansíveis e amostrados simultaneamente, além da possibilidade de integração no mesmo die dos circuitos de processamento digital, o circuito permite a obtenção de amostras com custos extremamente menores que os tradicionais, uma vez que a tecnologia de fabricação e as topologias utilizadas permitem a implementação de um sistema compacto e preciso.
Abstract: This work describes an integrated analog-to-digital interface for electric energy measurement, implemented on 0.35μm CMOS process. In this system, voltages and currents are sampled and converted to digital values for later processing. It has been used the switched capacitor technique on the sampling and conversion circuits, instead of the analogue conventional techniques, thus reducing the circuit size and achieving a higher precision. The developed system has two input channels and can reach 10 bits of resolution at a sampling rate of 61600 words per second. Nevertheless, the system can be expanded up to 12 channels, so that at 7600 samples per second it can reach 369000 words per second. The circuit takes an area of 5.2 mm2, including pads. The system is an improvement compared to all others since it has a built-in anti-aliasing filter and expandable acquisition channels that are simultaneously sampled. Additionally, it can be implemented on a digital process, along with the digital circuitry. Therefore, the system presents a much lower sampling cost compared to the traditional systems, since it can be manufactured on a digital process and thus the whole system can be totally integrated.
Palavras-chave: Amostragem de sinais
Medidas elétricas
Conversor A/D
Circuitos integrados
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3752
Data do documento: 10-Set-2003
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