ATT7026C：ATT7026A升级版本的技术解析

在电子设计领域，芯片的性能和功能升级对于提高产品的质量和竞争力至关重要。今天我们要探讨的ATT7026C，就是钜泉光电科技（上海）有限公司推出的一款升级芯片，它是ATT7026A的升级版本，下面我们就来详细了解一下它的特性、功能及相关操作流程。

文件下载：ATT7026CU.pdf

一、ATT7026C的特性

1. 兼容性

ATT7026C完全兼容ATT7026A，这意味着在原有使用ATT7026A的设计中，可以较为方便地替换为ATT7026C，无需对整体设计进行大规模修改。

2. ADC采样数据缓存功能

它新增了一个长度为240的缓存存储区，用于实时保存原始采样数据。用户发送命令（任务开始 + 预定channel的数据）后，ATT7026C在每个采样周期将相应的ADC数据保存到缓存中，直到缓存满为止。只要不发送新的命令，缓存的数据会保持上一次的数据。这一功能使得用户不需要频繁地产生中断来读取实时的ADC数据，大大提高了数据处理的效率。

3. 多通道同步采样支持

支持单通道、双通道或者三通道的同步采样，能够满足不同应用场景下对多通道数据采集的需求。

4. 电流有效值小信号精度加强

改善了电流有效值小信号的精度，电流启动阈值0x1F也需要做相应的调整，默认值为0x0001F0。当额定电流（Ib）对应到100mv时，ATT7026C的起动点默认设置为0.1%Ib，能够确保0.12%Ib上能起动，而0.08%Ib下能够潜住，适合于目前的“潜动电流”应用。

5. 间接得到高精度的电压夹角

ATT7026A不能提供电压夹角，而ATT7026C可以利用电压电流夹角的原理，得到高精度的电压夹角（大角度时优于0.5度）。

二、功能说明

1. 采样数据缓存功能实现

用户可以随时读取缓存的内容。通过C1命令改变gWaveAddress，用户可以任意指定要读的缓存的起始地址；每读一次缓存后，该地址会自加一，大于缓存长度后，会变为0。读有效数据的方法是，用户可以等待相应采样间隔以上的时间后，去读取缓存的内容（比如：单通道时240个采样间隔时间，双通道120个采样间隔时间，采样率为3.2k）。SPI读取到的数据格式为：高2byte为16bit的ADC数据，低1byte为缓冲区指针。多通道时的数据为实际的存储顺序。

2. 电流有效值小信号精度加强的计算

电流启动阈值的计算涉及公式[Istartup = INTleft(G I_{0} 2^{Lambda} 23right)]，其中G为0.648，I0为起动点，INT为取整。例如，为保证0.1%Ib起动，起动点设置为0.08%Ib，假设额定电流管脚上为0.1v，则[I 0 = 0.1 0.0008 = 0.00008]，(Istartup = INT (0.648 0.00008 * 2^{Lambda} 23) = 434 = 0 ×0001 ~B 2)。为了同时满足潜动和起动需求，可以将起动点设置在两个点的中间。

3. 间接得到高精度的电压夹角的计算

电压u电流i夹角原理为[varphi = a cos (p f) = a cos (P / S) = a cos left(frac{sum{k=1}^{N} u(k) i(k) / N}{u r m s i r m s}right)]，对应于电压夹角，比如Ua Ub，则[varphi U{a b} = a cos left(frac{sum_{k=1}^{N} U a(k) U b(k) / N}{Uarms U b r m s}right)]。其中，Uarms和Ubrms可以直接从寄存器得到，N可以从频率寄存器得到，Ua(k)，Ub(k)可以从同步采样（UaUbUc）模式的缓存中得到。经过实际测试，夹角10度以上，误差在0.5度以内。需要注意的是，原始的ADC数据未经过增益补偿，实际计算时在最后的总和上需要乘上相应的增益。

三、寄存器说明

1. 采样数据功能相关寄存器

命令0xC0、0xC1参数寄存器0x7E、0x7F为采样数据功能相关寄存器。

2. 校表寄存器

校表寄存器0x1F因为电流小信号精度加强，修改其默认值，同时导致参数寄存器0x3E、0x5F的默认值变化。

3. 具体寄存器功能

• gWaveCommand（0xC0）：如果为0xCCCCCY，则启动波形数据缓存；其他格式无效。这里Y代表需要保存数据的通道号，0~0x0B有效。
• gWaveAddress（0xC1）：用户指定读取的位置，数值取0~239范围内有效，超过边界时自动归零处理。
• W_Istartup（0x1F）：起动电流阈值设置，修改其默认值。
• *ptrWaveFormRd（0x7E）**：下一个写数据的位置，有效范围0~240，数据更新完毕后数值停在240。
• mWaveDatatmp（0x7F）：用户反复读取数据，内部指针自动增1，遇到边界时，用户读指针gWaveAddress清0，循环读取。
• *R_checksum（0x3E or 0x5F）*：三相四线模式为0x043C73，三相三线模式为0x16BC73。注：ATT7026C不提供0x7E和0x5F*寄存器。

四、从采样数据得到FFT的推荐流程

1. 开启采样功能

使用0xC0命令进行通道选择并启动采样功能。

2. 等待采样数据完成

等待采样数据采集完成。

3. 设置用户读指针的起始地址

通过0xC1命令设置用户读指针的起始地址，然后读取采样数据。

4. 数据预处理

对读取到的采样数据进行预处理。

5. FFT变换

对预处理后的数据进行FFT变换。

6. 循环操作

如需下一次操作，则重复执行上述步骤。

需要注意的是，采样数据为原始的ADC数据，未做offset校正和增益校正，增益校正时，系数与有效值的校正系数一致。通过SPI读取的数据为3字节，高2字节为ADC数据，高位在前；低字节无效，为内部的写指针。采样数据为固定采样率，因而做64点FFT时，如果频率偏离50Hz，则会发生频谱泄漏，对精度要求高时，需要对数据做相应的处理。

ATT7026C在保留ATT7026A所有功能的基础上，增加了ADC采样数据缓存开放功能，加强了电流有效值小信号的精度，还能间接得到高精度的电压夹角，为电子工程师在设计相关产品时提供了更多的选择和更好的性能保障。各位工程师在实际应用中，不妨深入研究其特性和功能，充分发挥其优势。你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。