1 导言
带有串行接口和△-∑模/数转化器，能够进行高速功率(电能)核算的高度集成电路。CS5463能够经过运用低本钱的分压电阻器或电压互感器丈量电压，运用分流器或电流互感器丈量电流。
然后核算出有功功率，因而该电路特别适用于开发单相2线、3线用电表。与上代的CS5460比较，CS5463还能供给视在功率、无功功率等多种参数核算，可满意设计者的多方面需求。此外，CS5463片内还带有温度传感器，有助于设计者调整温度漂移差错，进步丈量精度。
2 CS5463的主要特点
CS5463的特性如下：
(1)电能数据在1000：l动态规模内的线性度为±0.1％；
(2)准确丈量瞬时电压、电流、功率以及电压、电流有用值；
(3)核算视在、有功和无功功率，基波有功、谐波功率和功率因数；
(4)电能/脉冲转化功用；
(5)低功耗(小于12 mW)；
(6)单电源地参阅信号；
(7)内置电源监督器；
(8)从串行EEPROM“自引导”，能够不必微控制器；
(9)简略的3线数字串行接口；
(10)优化的分流电阻器的输入接口；
(11)带有温度传感器；
(12)具有机械计数器/步进电机的驱动器
3 内部结构和引脚功用
3.1 内部结构
CS5463的内部结构框图如图1所示，它由2个可编程增益扩大器、2个△-∑调制器、配套的高速滤波器、功率核算引擎、偏置和增益校对、功率监测、串行接口及相应功用寄存器等组成。2个可编程扩大器收集电压和电流数据，△-∑调制器对模仿量采样处理，高速数字低通或可选的高通滤波器滤取可用电压电流数字信号，功率核算引擎核算各类型的功率，电压、电流，并将核算的功率值经过串行接口对外输出，既能够接EEPROM，也能够接微控制器。该电路还有能量脉冲信号输出模块，能够直接外接计数器或步进电机，然后省去微控制器而直接外送用电量，下降电表类产品的本钱。
3.2 引脚功用
VA+/VA-：正负模仿电源，+5 V/0 V或+2.5 V/-2.5 V供电；
VD+/DGND：数字电源和数字地，+5V/0V供电；
PFMON：掉电监督器，监督模仿电源情况。
VIN+/VIN-：电压通道的差模模仿输入，规模是±250mV；
IIN+/IIN-：电流通道的差模模仿输入，规模是±50 mV(PGA设置为50×时)；
VREFIN/VREFOUT：参阅电压输入/输出，为片上调制器供给参阅电压及其输出，一般为2.5 V。
MODB形式挑选，用于装备CS5463自引导形式；
RESET/INT：复位及中止；
CS：片选信号，为低电平时，端口可辨认串行时钟等信号。
SCLK：串行时钟输入，该时钟信号确认SDI、SDO的输入/输出速率，只在CS低电平时有用；
SDI/SDO：串行数据输入/输出；
E1/E2/E3(EOUT)：能量输出，输出低电平有用、频率和能量成比例关系的脉冲，3个引脚别离对应有功功率、视在功率和无功功率。
4 CS5463的作业原理
4.1 输入滤波
电压和电流通道的输入模仿信号送入可编程PGA进行增益扩大，扩大后由△-∑调制器以必定的采样速度采样，采样的成果再进行高速数字滤波，得到符合要求的数字信号。电压输入通道选用二阶△-∑调制器，高速滤波器由一个固定的Sinc2滤波器完成；电流通道选用四阶△-∑调制器，并用一个Sinc4滤波器完成，与电压通道的规模比较，能够在输入跨度更大的情况下完成电流通道的准确丈量。2个通道的数据接着经过2个FIR补偿滤波器来补偿经过低通滤波器后发生的幅值损耗。别的，2个通道都供给了一个可选的高通滤波器(HPF)，它能够在有用值、电能核算之前除掉电压和电流信号中的直流成分。
4.2 增益及DC偏移量调整
滤波后的瞬态电压和电流的数字量将进行偏移量和增益调整，这是根据DC偏移量寄存器(加法运算)和增益寄存器(乘法运算)的调整。调整后的24位瞬态数据采样值将存入瞬态电压和电流寄存器，用户能够经过串口从中读出采样数据。
4.3 能量核算
以有功功率的核算为例，采样得到瞬态电压和电流的数字量，把每对瞬态电压和电流的数据相乘，得到瞬时有功功率的采样值。每个A/D采样周期后，新的瞬态功率采样值就存入功率寄存器，N个瞬时功率采样值为一组，每组的值累加和用于核算今后放在能量寄存器中的数值，它与电路在N个A/D转化周期中的有功功率值成正比。相同原理，电压和电流有用值也使用最近的N个瞬态电压、电流采样值核算，并可从RMS电压和电流寄存器中读出。
