隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)大功率、高性能的開關(guān)電源要求也越來越高。功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)是當(dāng)前電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題。大多數(shù)電力電子裝置通過整流器與電網(wǎng)接口，而傳統(tǒng)的二極管或晶閘管整流裝置會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，對(duì)電網(wǎng)造成污染。許多國(guó)家和國(guó)際組織相繼制定了一系列限制用電設(shè)備諧波的標(biāo)準(zhǔn)。有源功率因數(shù)校正技術(shù)能夠有效的消除整流裝置的諧波，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。 本文首先分析了開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展要求，詳細(xì)地闡述了開關(guān)電源的基本構(gòu)成和基本組態(tài)。然后研究了ZVT-Boost軟開關(guān)PFC電路的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理及軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)原理，在此基礎(chǔ)上確定了主電路結(jié)構(gòu)，并制定了控制系統(tǒng)方案。 鑒于功率要求，本文采用兩級(jí)PFC電路。因此對(duì)常見的DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、原理特性進(jìn)行分析。并針對(duì)各自的變換器建立了簡(jiǎn)化模型，基于所建立的模型分析了變換器的特性，列出各變換器的優(yōu)缺點(diǎn)及在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)的選用原則。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。 本文根據(jù)用戶的要求研究設(shè)計(jì)了一種大功率高性能開關(guān)電源。該開關(guān)電源分為前級(jí)和后級(jí)，前級(jí)為采用BOOST結(jié)構(gòu)的單相有源功率因數(shù)校正電路，后級(jí)為采用移相控制軟開關(guān)技術(shù)的全橋變換器。最后研制出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并給出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的功率因數(shù)校正電路和移相全橋軟開關(guān)變換電路的實(shí)驗(yàn)波形。
標(biāo)簽： BOOST 變換器 高功率因數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)作為一種典型的FACTS裝置，綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段，能同時(shí)或選擇地控制線路的基本參數(shù)(電壓、阻抗、相角)，也可交替地控制線路上的有功和無功潮流，還可獨(dú)立地提供可控的并聯(lián)無功補(bǔ)償。因此UPFC被認(rèn)為是最有創(chuàng)造性，功能最強(qiáng)大的FACTS元件。 首先，本文詳細(xì)分析了統(tǒng)一潮流控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。采用開關(guān)函數(shù)法建立了電壓源型變流器的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了統(tǒng)一潮流控制器在abc三相坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，該模型考慮到直流環(huán)節(jié)電容儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)變化過程，從而使其更適合于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析。本文討論的UPFC控制采用基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的非線性解耦控制方案，在UPFC的精確模型下具有可快速跟蹤給定值的優(yōu)點(diǎn)，且在dq坐標(biāo)系下可以實(shí)現(xiàn)有功和無功功率的獨(dú)立控制；在電容電壓PI調(diào)節(jié)中加入電流反饋，使其更接近真實(shí)值。 其次，本論文在分析UPFC數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了UPFC在MATLAB平臺(tái)上的仿真模型；然后利用MATLAB建立了三相環(huán)形電力系統(tǒng)，將UPFC模型應(yīng)用到該系統(tǒng)中，著重研究了UPFC對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。首先研究了UPFC對(duì)故障系統(tǒng)中電網(wǎng)功率的影響以及UPFC對(duì)提高故障系統(tǒng)功率穩(wěn)定性的作用；同時(shí)，對(duì)UPFC能夠抑制無故障系統(tǒng)中系統(tǒng)接入電網(wǎng)時(shí)的功率沖擊進(jìn)行了研究。最后，通過仿真波形研究了UPFC對(duì)電網(wǎng)故障中電壓跌落的補(bǔ)償作用以及UPFC對(duì)正常系統(tǒng)電壓的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，UPFC可以保持故障中的系統(tǒng)電壓為正弦波。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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為了減小異步電機(jī)在起動(dòng)過程中過高電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，消除傳統(tǒng)降壓起動(dòng)對(duì)電器和機(jī)械設(shè)備的不利影響，提高電機(jī)的起動(dòng)特性，本文基于電力電子技術(shù)對(duì)異步電機(jī)的軟起動(dòng)進(jìn)行了較為深刻的研究。 本文介紹并設(shè)計(jì)了一種基于PIC18F4550的新型的軟起動(dòng)器。在功能上，除了具有一般的電壓斜坡軟起動(dòng)和電流限流軟起動(dòng)功能，還增加了專門針對(duì)泵類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)泵控軟起動(dòng)模式。這種起動(dòng)方式有效的降低了水泵起動(dòng)和停止時(shí)造成的水錘，并減輕了管路系統(tǒng)的振蕩。同時(shí)，針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中出現(xiàn)的電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩問題，分析了引起振蕩的影響因素及其產(chǎn)生原因，采用以電流關(guān)斷時(shí)刻為晶閘管觸發(fā)基準(zhǔn)來抑制振蕩問題。 文章首先分析研究了異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，確定了軟起動(dòng)器所采用的基本原理和控制方法。分析得出為改善泵類負(fù)載起動(dòng)性能所采用的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)泵控制策略以及為減小振蕩所采用的關(guān)斷角控制方法的可行性。 其次，本課題對(duì)傳統(tǒng)的軟起動(dòng)器的改進(jìn)進(jìn)行了嘗試。采用Microchip公司的PIC18F4550芯片為控制核心。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了交流采樣電路、同步觸發(fā)電路以及通迅接口電路等硬件電路。軟件方面采用C語言和匯編語言混合編程實(shí)現(xiàn)模塊化程序的設(shè)計(jì)，在文中較為詳細(xì)地介紹了控制系統(tǒng)各部分軟件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)，其中包括主程序流程、各種起動(dòng)方式的控制程序等。 在文章最后給出了基于MATLAB搭建的軟起動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果表明這種帶泵控制功能的軟起動(dòng)器可以有效的減小電機(jī)起動(dòng)過程中過高電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，優(yōu)化了電機(jī)的起動(dòng)性能。
標(biāo)簽： PIC 異步電機(jī) 軟起動(dòng)器
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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永磁同步電機(jī)(PMSM)因其無需勵(lì)磁電流、運(yùn)行效率和功率密度高,在交流調(diào)速系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用,但PMSM高性能的矢量控制需要精確的轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)來實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)定向。在傳統(tǒng)控制中,一般采用機(jī)械式傳感器來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,但是機(jī)械式傳感器存在諸如成本高、可靠性低、不易維護(hù)等問題,使得無速度/位置傳感器控制技術(shù)成為永磁同步電機(jī)控制中的熱點(diǎn)問題。雖然目前已有較多的研究成果,但是所采用的方法大多是基于電機(jī)基波方程的分析,一般不適用于低速甚至零速,并且對(duì)電機(jī)參數(shù)較為敏感,魯棒性差。本文正是為了解決這個(gè)問題,而采用高頻信號(hào)注入法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置估算,這種方法適合于低速甚至零速,對(duì)電機(jī)參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強(qiáng)。主要做了如下的工作： 首先詳細(xì)介紹了永磁同步電機(jī)三種基本結(jié)構(gòu),在建立了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上敘述了其矢量控制原理,分析了各種現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器控制策略；其次在永磁同步電機(jī)矢量控制的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號(hào)注入法與脈振高頻電壓信號(hào)注入法提取轉(zhuǎn)子位置的基本原理,并在此基礎(chǔ)上利用MATLAB/SIMULINK仿真工具建立了整個(gè)永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的模型,進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制算法的正確性。最后利用TI公司推出的數(shù)字信號(hào)處理器DSP芯片TMS320F2812,實(shí)現(xiàn)了基于脈振高頻信號(hào)注入法的永磁同步電機(jī)無速度/位置傳感器的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這種方法適合于低速運(yùn)行,對(duì)電機(jī)參數(shù)的變化不敏感,魯棒性強(qiáng)。
標(biāo)簽： 高頻信號(hào) 永磁同步電機(jī) 無傳感器
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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一本很好的匯編語言教程，跟大家一起分享 課程介紹 第1章 預(yù)備知識(shí) 1.1 匯編語言的由來及其特點(diǎn) 1 機(jī)器語言 2 匯編語言 3 匯編程序 4 匯編語言的主要特點(diǎn) 5 匯編語言的使用領(lǐng)域 1.2 數(shù)據(jù)的表示和類型 1 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 2 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 3 基本的數(shù)據(jù)類型 1.3 習(xí)題 第2章 CPU資源和存儲(chǔ)器 2.1 寄存器組 1 寄存器組 2 通用寄存器的作用 3 專用寄存器的作用 2.2 存儲(chǔ)器的管理模式 1 16位微機(jī)的內(nèi)存管理模式 2 32位微機(jī)的內(nèi)存管理模式 2.3 習(xí)題 第3章 操作數(shù)的尋址方式 3.1 立即尋址方式 3.2 寄存器尋址方式 3.3 直接尋址方式 3.4 寄存器間接尋址方式 3.5 寄存器相對(duì)尋址方式 3.6 基址加變址尋址方式 3.7 相對(duì)基址加變址尋址方式 3.8 32位地址的尋址方式 3.9 操作數(shù)尋址方式的小結(jié) 3.10 習(xí)題 第4章 標(biāo)識(shí)符和表達(dá)式 4.1 標(biāo)識(shí)符 4.2 簡(jiǎn)單內(nèi)存變量的定義 1 內(nèi)存變量定義的一般形式 2 字節(jié)變量 3 字變量 4 雙字變量 5 六字節(jié)變量 6 八字節(jié)變量 7 十字節(jié)變量 4.3 調(diào)整偏移量偽指令 1 偶對(duì)齊偽指令 2 對(duì)齊偽指令 3 調(diào)整偏移量偽指令 4 偏移量計(jì)數(shù)器的值 4.4 復(fù)合內(nèi)存變量的定義 1 重復(fù)說明符 2 結(jié)構(gòu)類型的定義 3 聯(lián)合類型的定義 4 記錄類型的定義 5 數(shù)據(jù)類型的自定義 4.5 標(biāo)號(hào) 4.6 內(nèi)存變量和標(biāo)號(hào)的屬性 1 段屬性操作符 2 偏移量屬性操作符 3 類型屬性操作符 4 長(zhǎng)度屬性操作符 5 容量屬性操作符 6 強(qiáng)制屬性操作符 7 存儲(chǔ)單元?jiǎng)e名操作符 4.7 表達(dá)式 1 進(jìn)制偽指令 2 數(shù)值表達(dá)式 3 地址表達(dá)式 4.8 符號(hào)定義語句 1 等價(jià)語句 2 等號(hào)語句 3 符號(hào)名定義語句 4.9 習(xí)題 第5章 微機(jī)CPU的指令系統(tǒng) 5.1 匯編語言指令格式 1 指令格式 2 了解指令的幾個(gè)方面 5.2 指令系統(tǒng) 1 數(shù)據(jù)傳送指令 2 標(biāo)志位操作指令 3 算術(shù)運(yùn)算指令 4 邏輯運(yùn)算指令 5 移位操作指令 6 位操作指令 7 比較運(yùn)算指令 8 循環(huán)指令 9 轉(zhuǎn)移指令 10 條件設(shè)置字節(jié)指令 11 字符串操作指令 12 ASCII-BCD碼調(diào)整指令 13 處理器指令 5.3 習(xí)題 第6章 程序的基本結(jié)構(gòu) 6.1 程序的基本組成 1 段的定義 2 段寄存器的說明語句 3 堆棧段的說明 4 源程序的結(jié)構(gòu) 6.2 程序的基本結(jié)構(gòu) 1 順序結(jié)構(gòu) 2 分支結(jié)構(gòu) 3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 6.3 段的基本屬性 1 對(duì)齊類型 2 組合類型 3 類別 4 段組 6.4 簡(jiǎn)化的段定義 1 存儲(chǔ)模型說明偽指令 2 簡(jiǎn)化段定義偽指令 3 簡(jiǎn)化段段名的引用 6.5 源程序的輔助說明偽指令 1 模塊名定義偽指令 2 頁面定義偽指令 3 標(biāo)題定義偽指令 4 子標(biāo)題定義偽指令 6.6 習(xí)題 第7章 子程序和庫(kù) 7.1 子程序的定義 7.2 子程序的調(diào)用和返回指令 1 調(diào)用指令 2 返回指令 7.3 子程序的參數(shù)傳遞 1 寄存器傳遞參數(shù) 2 存儲(chǔ)單元傳遞參數(shù) 3 堆棧傳遞參數(shù) 7.4 寄存器的保護(hù)與恢復(fù) 7.5 子程序的完全定義 1 子程序完全定義格式 2 子程序的位距 3 子程序的語言類型 4 子程序的可見性 5 子程序的起始和結(jié)束操作 6 寄存器的保護(hù)和恢復(fù) 7 子程序的參數(shù)傳遞 8 子程序的原型說明 9 子程序的調(diào)用偽指令 10 局部變量的定義 7.6 子程序庫(kù) 1 建立庫(kù)文件命令 2 建立庫(kù)文件舉例 3 庫(kù)文件的應(yīng)用 4 庫(kù)文件的好處 7.7 習(xí)題 第8章 輸入輸出和中斷 8.1 輸入輸出的基本概念 1 I/O端口地址 2 I/O指令 8.2 中斷 1 中斷的基本概念 2 中斷指令 3 中斷返回指令 4 中斷和子程序 8.3 中斷的分類 1 鍵盤輸入的中斷功能 2 屏幕顯示的中斷功能 3 打印輸出的中斷功能 4 串行通信口的中斷功能 5 鼠標(biāo)的中斷功能 6 目錄和文件的中斷功能 7 內(nèi)存管理的中斷功能 8 讀取和設(shè)置中斷向量 8.4 習(xí)題 第9章 宏 9.1 宏的定義和引用 1 宏的定義 2 宏的引用 3 宏的參數(shù)傳遞方式 4 宏的嵌套定義 5 宏與子程序的區(qū)別 9.2 宏參數(shù)的特殊運(yùn)算符 1 連接運(yùn)算符 2 字符串整體傳遞運(yùn)算符 3 字符轉(zhuǎn)義運(yùn)算符 4 計(jì)算表達(dá)式運(yùn)算符 9.3 與宏有關(guān)的偽指令 1 局部標(biāo)號(hào)偽指令 2 取消宏定義偽指令 3 中止宏擴(kuò)展偽指令 9.4 重復(fù)匯編偽指令 1 偽指令REPT 2 偽指令I(lǐng)RP 3 偽指令I(lǐng)RPC 9.5 條件匯編偽指令 1 條件匯編偽指令的功能 2 條件匯編偽指令的舉例 9.6 宏的擴(kuò)充 1 宏定義形式 2 重復(fù)偽指令REPEAT 3 循環(huán)偽指令WHILE 4 循環(huán)偽指令FOR 5 循環(huán)偽指令FORC 6 轉(zhuǎn)移偽指令GOTO 7 宏擴(kuò)充的舉例 8 系統(tǒng)定義的宏 9.7 習(xí)題 第10章 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì) 10.1 字符串的處理程序 10.2 數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計(jì)程序 10.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 10.4 文件操作程序 10.5 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的編程 10.6 COM文件的編程 10.7 駐留程序 10.8 程序段前綴及其應(yīng)用 1 程序段前綴的字段含義 2 程序段前綴的應(yīng)用 10.9 習(xí)題 第11章 數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器 11.1 協(xié)處理器的數(shù)據(jù)格式 1 有符號(hào)整數(shù) 2 BCD碼數(shù)據(jù) 3 浮點(diǎn)數(shù) 11.2 協(xié)處理器的結(jié)構(gòu) 11.3 協(xié)處理器的指令系統(tǒng) 1 操作符的命名規(guī)則 2 數(shù)據(jù)傳送指令 3 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 4 比較運(yùn)算指令 5 超越函數(shù)運(yùn)算指令 6 常數(shù)操作指令 7 協(xié)處理器控制指令 11.4 協(xié)處理器的編程舉例 11.5 習(xí)題 第12章 匯編語言和C語言 12.1 匯編語言的嵌入 12.2 C語言程序的匯編輸出 12.3 一個(gè)具體的例子 12.4 習(xí)題 附錄
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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固態(tài)硬盤是一種以FLASH為存儲(chǔ)介質(zhì)的新型硬盤。由于它不像傳統(tǒng)硬盤一樣以高速旋轉(zhuǎn)的磁盤為存儲(chǔ)介質(zhì)，不需要浪費(fèi)大量的尋道時(shí)間，因此它有著傳統(tǒng)硬盤不可比擬的順序和隨機(jī)存儲(chǔ)速度。同時(shí)由于固態(tài)硬盤不存在機(jī)械存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，因此還具有高抗震性、無工作噪音、可適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，固態(tài)硬盤技術(shù)已經(jīng)成為未來存儲(chǔ)介質(zhì)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本文以設(shè)計(jì)固態(tài)硬盤控制芯片IDE接口部分為項(xiàng)目背景，通過可編程邏輯器件FPGA，基于ATA協(xié)議并使用硬件編程語言verilog，設(shè)計(jì)了一個(gè)位于設(shè)備端的IDE控制器。該IDE控制器的主要作用在于解析主機(jī)所發(fā)送的IDE指令并控制硬盤設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)遷移和指令操作，從而完成硬盤設(shè)備端與主機(jī)端之間基本的狀態(tài)通信以及數(shù)據(jù)通信。論文主要完成了幾個(gè)方面的內(nèi)容。第一：論文從固態(tài)硬盤的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了固態(tài)硬盤IDE控制器的功能性需求以及寄存器傳輸、PIO傳輸和UDMA傳輸三種ATA協(xié)議主要傳輸模式所必須遵循的時(shí)序要求，并概括了IDE控制器設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和難點(diǎn)；第二：論文設(shè)計(jì)了IDE控制器的總體功能框架，將IDE控制器從功能上分為寄存器部分、頂層控制模塊、異步FIFO模塊、PIO控制模塊、UDMA控制模塊以及CRC校驗(yàn)?zāi)K六大子功能模塊，并分析了各個(gè)子功能模塊的基本工作原理和具體功能設(shè)計(jì)；第三：論文以設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)流程和主要控制信號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)了各個(gè)具體子功能模塊并列舉了部分關(guān)鍵代碼，同時(shí)給出了主要子功能模塊的時(shí)序仿真圖；最后，論文給出了基于PIO傳輸模式和基于UDMA傳輸模式的具體指令操作流程實(shí)現(xiàn)，并通過SAS邏輯分析儀和QuartusⅡ?qū)DE控制器進(jìn)行了功能測(cè)試和分析，驗(yàn)證了本論文設(shè)計(jì)的正確性。
上傳時(shí)間： 2013-07-31
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現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件是能通過對(duì)其進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)具有用戶規(guī)定功能的電路，特別適合集成電路的新品開發(fā)和小批量ASIC電路的生產(chǎn)。近幾年來，F(xiàn)PGA的發(fā)展非常迅速，但目前國(guó)內(nèi)廠商所使用的FPGA芯片主要還是從國(guó)外進(jìn)口，這種狀況除了給生產(chǎn)廠家?guī)砗艽蟮某杀緣毫σ酝猓瑫r(shí)也影響到國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)的保密和安全問題，因此在國(guó)內(nèi)自主研發(fā)FPGA便成為一種必然的趨勢(shì)。 基于上述現(xiàn)實(shí)狀況及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的巨大需求，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所近年來對(duì)FPGA進(jìn)行了專項(xiàng)研究，本論文正是作為58所專項(xiàng)的一部分研究工作的總結(jié)。本文深入研究了FPGA的相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)，并進(jìn)行了實(shí)際的FPGA器件設(shè)計(jì)，研究工作的重點(diǎn)是在華潤(rùn)上華(CSMC)0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行具有6000有效門的FPGA的電路設(shè)計(jì)與仿真。 論文首先闡述了可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)，就可編程邏輯器件的發(fā)展過程及其器件分類，對(duì)可編程只讀存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、通用邏輯陣列和復(fù)雜PLD等的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了討論。接著討論了FPGA的基本結(jié)構(gòu)與分類及它的編程技術(shù)，另外還闡述了FPGA的集成度和速率等相關(guān)問題。并根據(jù)實(shí)際指標(biāo)要求確定本文研究目標(biāo)FPGA的基本結(jié)構(gòu)和它的編程技術(shù)，在華潤(rùn)上華0.5μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一款FPGA芯片的設(shè)計(jì)研究工作。進(jìn)行了可編程邏輯單元的基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并用CMOS邏輯和NMOS傳輸管邏輯實(shí)現(xiàn)了函數(shù)發(fā)生器、快速進(jìn)位鏈和觸發(fā)器的電路設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了仿真，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
標(biāo)簽： FPGA 芯片 電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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JPEG 2000是為適應(yīng)不斷發(fā)展的圖像壓縮應(yīng)用而出現(xiàn)的新的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，小波變換是JEPG 2000核心算法之一。小波變換是一種可達(dá)到時(shí)(空)域或頻率域局部化的時(shí)頻域或空頻域分析方法，其多尺度分解特性符合人類的視覺機(jī)制，更加適用于圖像信息的處理。提升小波變換是一類不采用傅立葉變換做為主要分析工具的小波變換新方法，提升小波變換的提出大大簡(jiǎn)化了小波變換的計(jì)算，使其在實(shí)時(shí)信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通過提升的方法很容易構(gòu)造一般的整數(shù)小波變換，由于圖像一般用位數(shù)較低的整數(shù)表示，整數(shù)小波變換可以將為整數(shù)序列的圖像矩陣映射成整數(shù)小波系數(shù)矩陣，這就大大簡(jiǎn)化了小波變換的硬件電路設(shè)計(jì)。在當(dāng)今數(shù)字化和信息化時(shí)代背景下，研究具有高速硬件處理功能的可變程邏輯器件在圖像壓縮算法領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。 本文旨在探討和研制基于FPGA的小波變換模塊的可能性和方法。本文采用Xilinx公司的Spartan-Ⅲ系列芯片，根據(jù)JPEG 2000推薦無損提升小波算法和有損提升小波算法，設(shè)計(jì)圖像壓縮系統(tǒng)的小波變換模塊。主要工作如下： 第一部分介紹了傳統(tǒng)小波分析理論和提升小波分析理論。包括連續(xù)小波時(shí)頻局域性的特征，離散小波變換系數(shù)的意義，多分辨分析引出的構(gòu)造小波基的系統(tǒng)方法和計(jì)算離散小波的快速算法等。重點(diǎn)放在介紹正交小波和雙正交小波的構(gòu)造方法，并介紹了數(shù)字圖像在小波域的特點(diǎn)。討論了提升小波變換的基本思想，討論了用提升方法構(gòu)造小波基以及傳統(tǒng)小波變換的提升實(shí)現(xiàn)，討論了整數(shù)小波變換。 第二部分介紹了FPGA結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)流程。介紹了FPGA/CPLD器件的特征、發(fā)展趨勢(shì)及FPGA/CPLD基本結(jié)構(gòu)，然后重點(diǎn)介紹了本文用到的Xilinx公司Spartan-Ⅲ系列芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及Xilinx的FPGA開發(fā)軟件ISE，最后介紹了硬件描述語言VHDL語言的特點(diǎn)。 最后一部分是本論文研究的主要內(nèi)容，即JPEG 2000中最核心的算法-提升格式小波變換的一維變換模塊設(shè)計(jì)和二維變換模塊設(shè)計(jì)。一維提升小波變換模塊采用兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)-低速低功耗的串行流水線結(jié)構(gòu)和高速高功耗的并行陣列結(jié)構(gòu)。同樣，二維小波變換模塊也采用了兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)-低速低功耗的折疊結(jié)構(gòu)和高速高功耗的串行結(jié)構(gòu)。 文章對(duì)提升小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)中的大量細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了討論，給出了每種結(jié)構(gòu)提升小波變換模塊的電路原理圖，并對(duì)原理圖進(jìn)行了仿真測(cè)試，仿真測(cè)試結(jié)果不僅表明了模塊功能的正確性，而且表明不同小波模塊可以滿足相應(yīng)領(lǐng)域的實(shí)際要求。
上傳時(shí)間： 2013-06-08
上傳用戶：dwzjt
數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢(shì)。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計(jì)制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達(dá)領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時(shí)也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們?cè)敿?xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時(shí)間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對(duì)幅值和相位較平衡的正交信號(hào)，且在FPGA 片內(nèi)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單廉價(jià)。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動(dòng)態(tài)控制且精度較高，對(duì)于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機(jī)的中心頻率同步動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行補(bǔ)償。 還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聚焦延時(shí)、脈寬和重復(fù)頻率可動(dòng)態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵(lì)控制、功能碼存儲(chǔ)等功能模塊，功能仿真和時(shí)序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進(jìn)程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時(shí)間： 2013-06-18
上傳用戶：hfmm633
電力變壓器性能的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。變壓器繞組溫度是變壓器安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及使用壽命的決定性因素，已經(jīng)成為變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中健康隱患和故障發(fā)展的重要表現(xiàn)形式。通過對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并判斷其健康狀況，以此來進(jìn)行變壓器的負(fù)荷調(diào)整和預(yù)知性維修，避免因繞組過熱導(dǎo)致的變壓器故障，可以提高變壓器安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，為電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來重要保證。 傳統(tǒng)的檢測(cè)電力變壓器溫度的方法主要有紅外溫度檢測(cè)、熱電阻、熱電偶溫度檢測(cè)等。紅外測(cè)溫為非接觸測(cè)量，它只能測(cè)量變壓器的表面溫度，易受環(huán)境溫度及周圍磁場(chǎng)的干擾，且需人工操作，無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。對(duì)于熱電阻、熱電偶等測(cè)量法，在高頻交變場(chǎng)中，導(dǎo)線會(huì)拾取噪聲并由于渦流效應(yīng)而發(fā)熱。電導(dǎo)線的熱導(dǎo)還會(huì)導(dǎo)致被測(cè)溫度的擾動(dòng)，測(cè)量效果不很理想。光纖光柵傳感技術(shù)以其體積小、電絕緣、抗電磁干擾、易復(fù)用、傳感信號(hào)可遠(yuǎn)距離傳輸、便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，為電力變壓器溫度的測(cè)量提供了很好的技術(shù)手段。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)及其解調(diào)方案進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了光纖布拉格光柵傳感信號(hào)解調(diào)所需的硬件和軟件，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。論文涉及的主要工作有： 介紹了光纖的基本結(jié)構(gòu)、布拉格光柵的工作機(jī)理及其制作方法，分析了光纖布拉格光柵作為傳感元件時(shí)的基本參數(shù)，推導(dǎo)了光纖布拉格光柵的溫度傳感模型；詳細(xì)介紹了目前常用的布拉格光纖光柵解調(diào)技術(shù)。 重點(diǎn)分析了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)及其原理，主要有微控制器相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、光電轉(zhuǎn)換電路、前置放大及濾波電路、AD轉(zhuǎn)換電路、以太網(wǎng)通訊電路及液晶顯示電路等。在硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并測(cè)試了相關(guān)模塊的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采集和發(fā)送。主要工作包括uC/OS—Ⅱ在LPC2148上的移植，利用LwIP實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊等。 最后，搭建了系統(tǒng)光路，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，得到了有益的數(shù)據(jù)，為下一步工作打下了良好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 光纖光柵 溫度監(jiān)測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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