准确的电力线监控已在电网自身，而且在其边际成为一个要害的要求，不只会集。关于并网能量搜集发电体系，乃至为终端设备，继续的电能质量特性剖析，有助于保证电网和衔接体系的健康状况。在功率监督体系的心脏，模仿 – 数字转化器(ADC)起到丈量线路电压和电流的精度适合于每个运用程序的电平的要害作用。工程师能够从制造商包含Analog Devices公司，产科宝电子，Intersil公司，凌力尔特满意各种需求 – 从公用事业级体系精度所需收入的意图根本电源监督器用于检测线路毛病，选用高功能ADC和相关组件， Maxim的集成，Microchip的科技，安森美半导体，电子脉冲和德州仪器。
在最根本的层面上，电力监控体系依赖于瞬时电流和电压运用电流互感器(CT)和电压互感器的丈量(称为PT，用于电压互感器)的输出转化成由高速ADC(图1)。反过来，一个处理器运用的瞬时电流和电压丈量值来核算密钥的特性，包含有功功率，无功功率，视在功率和功率因数 – 乃至更杂乱的核算，例如谐波，这会导致设备损坏。
德州仪器典型的电力监控体系的图画
图1：典型的电力监控体系的样品线路电流和电压，选用高速模仿 – 数字转化器(ADC)，供给高分辨率的数据，以用于电力参数核算的主处理器。 (德州仪器供给)
履行这些功率核算取决于最前面上准确地丈量电压和电流。如ANSI C12.20北美和IEC 62053规范规则的特定精度水平，如0.2级，这需求±0.2%的精度。在实践中，功率丈量体系一般被规划为逾越规范精度标准-依托高采样率和高分辨率的转化器，以捕捉高速瞬变，并保证更杂乱的特性，例如多谐波牢靠的核算。
与此一起，这些功率特性的丈量需求严密同步的，电压和电流在一切三个阶段和中性的高分辨率丈量。同步采样答应的电压和电流，每行之间的相位角的十分准确的丈量。电压和电流丈量之间缺少同步能够引进假象，下降全体精度，明显退让更杂乱的功率核算。
一起采样
为了削减高精度多通道丈量的杂乱度，规划者能够转向，结合高分辨率ADC与旨在优化阻抗匹配模仿前端(AFE)，信号的动态规模高度集成的器材，偏移，而且能够腐蚀功能的其他要素和数据转化的准确性。制造商一般环绕逐次迫临寄存器(SAR)转化器这些高功能同步采样ADC。 SAR ADC供给高准确度不与Δ-Σ模数转化器用于完成高稳定性和转化分辨率的过采样相关的周期推迟。
关于最严苛的运用，半导体制造商集成了杂乱的AFE和专用SAR ADC，每个通道。关于高度准确的功率监控，8通道ADC，例如Maxim的MAX11046集成和德州仪器ADS8568让一切三个阶段的同步采样和中性(图2)。为每个信道专用的AFE和ADC，这些设备都能够完成十分高的数据速率-250每个通道ksps的用于MAX11046和510 ksps时为ADS8568(并行输出接口)。
Maxim的集成的三相电源监控图画
图2：三相电源监控，一起采样ADC供给了独立的AFE和ADC每个八通道需求高度准确的功率核算。 (马克西姆集成供给)
关于一些运用，规划人员能够简略地扎CT和PT的缓冲输出直接进入的ADC包含的Maxim集成MAX11046和TI ADS8568的输入，如图主张2.设备如MAX11046供给高输入的输入阻抗和自我维护输入钳位支撑这种类型的简略装备。为了完成最大的吞吐量，可是，ADC一般所需求的换能器和ADC之间的运算放大器的驱动程序。事实上，不管从马克西姆集成和德州仪器评价板包含这样的驱动程序。其MAXREFDES30评价板为MAX11046，美信集成包含其MAX44252运算放大器的驱动程序。在TI ADS8688EVM-PDK评价板为ADS8568，德州仪器包含其OPA2209运放的驱动程序。
不太严厉的要求
关于电力监控运用不太严厉精度要求，规划人员能够转向更温文的功能特点的设备。较简略的要求功率监督器仅需求检测毛病在电力线可利用较低分辨率的ADC的优势。德州仪器LMP92064电流/电压监督IC运用这种方法来供给一个单线功率监督IC，它需求很少的额定的组件(图3)。该器材集成精细电流检测放大器来丈量分流电阻和一个缓冲电压信道来丈量电压电源的负载的负载电流。虽然如此，由独立125-ksps的一起采样电流和电压通道的才能，12位ADC支撑准确的功率核算。
德州仪器LMP92064的图
图3：功率监控器IC，例如德州仪器LMP92064运用一对12位ADC，支撑功率核算与不太严苛的精度要求的运用。 (德州仪器供给)
关于更简略的监控要求，规划人员能够常常运用单一的ADC，具有一个外部多路转化器来监督电压和电流的每一行上。事实上，8：1多路复用器，如Intersil的DG408器，Maxim Integrated MAX4581和安森美半导体MC74HC4051A能够支撑需求更根本的电力监控三相运用。
规划师能够找到的ADC规划，支撑广泛的途径整合多路复用器，数据吞吐量，并转化分辨率。关于三相电源监控，如ADI公司AD7699，凌特LTC2372和德州仪器ADS8688器材集成了八通道多路复用器与ADC和专用的模仿前端为每个通道。例如，TI的ADS8688的每个输入通道包含过电压维护，可编程增益放大器(PGA)，低通滤波器，并驱动进给同享多路复用到单个ADC。
定论
保证电网的电能质量要求的电压高精度丈量和电流每相。关于网并排能量收集体系和设备，电力监控相同需求高分辨率，线电压的一起采样和当时运用的ADC供给专用转化器，用于每个信道。虽然根本的毛病监控建立在相同的原理，高精度丈量运用，规划人员可运用较低分辨率的ADC或供给高分辨率多通道丈量以较低的吞吐速率复用的设备。规划师能够找到专为满意这些广泛的途径支撑，位分辨率和采样率的ADC要求现成的可用性。
