射頻功率放大器存在于各種現代無線通信系統的末端,所以射頻功率放大器性能的優劣直接影響到整個通信系統的性能指標。如何在兼顧效率的前提下提高功放的線性度是近年來國內外的研究熱點,在射頻功率放大器的設計過程中這是非常重要的問題。 作為發射機末端的重要模塊,射頻功率放大器的主要任務是給負載天線提供一定功率的發射信號,因此射頻功率放大器一般都工作在大信號條件下。所以設計射頻功率放大器時,器件的選型和設計方式都和一般的小信號放大器不同,尤其在寬帶射頻功率放大器的設計過程中,由于工作頻帶很寬,且要綜合考慮線性度和效率問題,所以射頻功率放大器的設計難度很大。 本文設計了一個工作頻帶為30-108MHz,增益為25dB的寬帶射頻功率放大器。由于工作頻帶較寬,輸出功率較大,線性度要求高;所以在實際的過程中采用了寬帶匹配,功率回退等技術來達到最終的設計目標。 本文首先介紹了關于射頻功率放大器的一些基礎理論,包括器件在射頻段的工作模型,使用傳輸線變壓器實現阻抗變換的基本原理,S參數等,這些是設計射頻功率放大器的基本理論依據。然后本文描述了射頻功率放大器非線性失真產生的原因,在此基礎上介紹了幾種線性化技術并做出比較。然后本文介紹了射頻功率放大器的主要技術指標并提出一種具體的設計方案,最后利用ADS軟件對設計方案進行了仿真。仿真過程包括兩個步驟,首先是進行直流仿真來確定功放管的靜態工作點,然后進行功率增益即S21的仿真并達到設計要求。
上傳時間: 2013-07-28
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輕型高壓直流輸電系統在解決交流系統非同步互聯、向偏遠地區的無源負荷供電、滿足保護環境要求等方面具有很大的優勢。在傳統的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統中,換流器交流側需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置,橋臂的高電壓需要功率開關器件直接串聯來實現等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對傳統輕型高壓直流輸電系統所存在的缺點,采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理,并提出將其應用于輕型高壓直流輸電系統的調制算法和控制策略。最后對控制系統的具體實現方案進行一定的探討。通過仿真驗證所提出的調制算法和控制策略的正確性。具體說來,全文的主要工作體現在以下幾個方面: 1、詳細講述模塊化多電平換流器的拓撲結構、子模塊的具體實現形式及工作原理,并提出適合該換流器的調制算法。 2、詳細介紹組成輕型高壓直流輸電系統的電壓源型換流器的工作原理,分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統進行仿真,驗證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側電容電壓的均衡問題,提出一種較為簡單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結構的輕型高壓直流輸電控制系統的實現方法,并重點講述子模塊的數字邏輯電路的實現方法。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著用戶對供電質量要求的進一步提高,模塊化UPS 并聯系統獲得了越來越廣泛的應用。本文以模塊化UPS為研究對象,根據電路結構,將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進行討論。整流環節對Boost-PFC 電路進行并聯控制,實現直流部分的模塊化;逆變環節在瞬時電壓PID 控制的基礎上,引入了瞬時均流的并聯控制策略,實現交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數校正技術的基本原理和控制思路,分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程,并將其簡化等效成常規的Boost 電路進行分析和控制。根據控制系統的結構,分別對電流控制環和電壓控制環進行了分析,得出了電感電流主要受電流指令的影響,而輸入輸出電壓差的影響則相對比較小;輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據電流環和電壓環的解析表達式,給出了并聯控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯電路分別進行了仿真驗證,對多模塊的并聯系統進行了實驗驗證。建立了單相逆變器的數學模型,并加入PID 控制器,得到了輸出電壓的解析表達式,得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關。利用極點配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數的計算公式,并采用后向差分法,將其轉換到數字域,得到了數字PID 控制器參數與模擬域參數的換算關系。通過實驗測試和曲線擬合的辦法,得到了實際逆變器的電路參數。通過對所設計的數字PID 控制器進行仿真和實驗,驗證了理論分析和計算。建立了PID 電壓閉環的多逆變器并聯系統數學模型,分析得出并聯系統的輸出電壓主要由系統中各模塊的平均給定電壓決定,同時也受較高次的輸出諧波電流影響,受輸出基波電流影響相對較小;環流主要受模塊的給定電壓與系統平均給定電壓的偏差影響。針對環流產生的原因,提出了一種瞬時均流控制策略來減小系統環流對給定電壓偏差的增益,從而達到瞬時均流的目的。 對兩逆變模塊并聯的系統在各種工況下進行了仿真和實驗,驗證了理論分析的正確性和這種瞬時均流控制策略的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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西門子模擬器 仿真軟件 中文漢化版 s7-200
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,igbt功率器件在電機控制、開關電源和變流設備等領域的應用已經非常廣泛。igbt的驅動包括專門的驅動電路,以及過流保護電路等。本文設計參考了三菱、西門康等公司生產的igbt驅動模塊,加入了接口選擇模塊、功能選擇模塊、電源模塊、功率補充模塊等,實現了整個驅動電路的模塊化設計。單個模塊可以驅動一個橋臂的上下兩個igbt。可以通過方波控制或者spwm控制[1]等控制方式,驅動單相或者三相逆變器。
上傳時間: 2013-04-24
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十多年來,隨著信息技術、電子技術和通訊技術的發展,嵌入式系統已經獲得了空前的應用和發展。隨著嵌入式應用系統功能復雜度的提高、對軟件產品的非功能約束的特別關注以及由于市場的激烈競爭導致嵌入式軟件推出周期的縮短,都使得嵌入式軟件開發人員面臨著嚴峻的危機和挑戰。傳統的結構化開發方法已經顯得力不從心,于是嵌入式軟件開發人員在軟件開發中引入了目前較為流行的“面向對象方法(OO)”,.但是目前對該方法的應用還只是停留在傳統的以編程為中心的嵌入式軟件開發方法上,不能很好地保證軟件復用和代碼的重用,因此難以滿足市場對嵌入式軟件開發效率和開發質量的要求。 本課題的研究內容是應用面向對象方法的框架技術,對嵌入式系統領域的專有結構組件進行封裝,創新性地提出了面向嵌入式系統領域的通用實時框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優點一最大限度實現軟件重用外,最突出的是具備以下兩個特點: 1、功能和非功能的分離 在應用面向對象的技術時,傳統的嵌入式軟件開發方法關注的重點是軟件結構和功能分解,、忽略了嵌入式環境下特殊的非功能性要求。為了在實現系統功能需求的同時,保證軟件系統的非功能性需求的實現,ARTIC框架引入了面向方面的思想,、把系統的非功能性需求從功能模塊中分離出來,為它們單獨設計組件。開發人員在應用該框架進行嵌入式軟件設計時,只需要關注功能需求的實現,對于實時性、調度等非功能需求的實現可以通過調用ARTIC提供的時間管理模型和任務調度模型直接實現。 2、基于狀態機的主動對象設計模式 根據嵌入式系統通常由多個控制線程組成的特點,應用基于狀態機的主動對象設計模式,把嵌入式軟件系統構建成多個主動對象的緝合。相對于傳統的面向對象方法,本文提出的主動對象的最大特點在于:它提供對事件隊列、控制線程和表示主動對象動態行為狀態機等的封裝,并且該模式可以直接支持嵌入式系統的并行性。 ARTIC框架的應用能夠幫助嵌入式軟件的開發人員快速地開發出高質量的嵌入式軟件,除此之外,因為它包含了一個微小的實時操作系統(RTOS) 報包裝,在某些場合可以作為一個簡易的RTOS使用。為了驗證ARTIC的性能,本文將該框架應用于硬幣搬送實時控制系統的開發設計,從該系統的應用中充分體現了ARTIC框架的優點。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著我國工業和國民經濟的快速發展,電網負荷急劇增加,特別是沖擊性、非線性負荷所占比重不斷加大,使得供電電壓發生波動和閃變,嚴重影響著電網的電能質量。根據國際電工委員會(IEC)電磁兼容(EMC)標準IEC61000-3-7以及國標GB12326-2000,電壓波動和閃變己成為衡量電能質量的重要指標。 電壓波動和閃變作為衡量電能質量的重要指標,能更直接、迅速地反映出電網的供電質量。然而,目前國內還沒有很好的電壓波動與閃變測量的數字信號處理方法。為此,論文在深入研究電壓波動和閃變測量技術的基礎上,提出一種基于Simulink/DSP Builder的數字信號處理的FPGA設計方法,利用DSP Builder工具將Simulink的模型文件(.mdl)轉化成通用的硬件描述語言VHDL文件,避免了VHDL語言手動編寫系統的煩瑣過程,從而能夠將更多精力集中于系統算法的優化上。該方法充分利用Matlab/Simulink系統建模的優勢,同時也能夠發揮FPGA并行執行速度快、測量精度高的優點。 論文首先介紹了電壓波動和閃變的基木概念、特征量,闡述了電壓波動與閃變的測量原理,分析比較了現有測量方法和裝置的特點和優劣。然后依據電壓波動與閃變測量的IEC標準以及國家標準,在對電壓波動與閃變測量模擬仿真的基礎上研究其數字化實現方法,即采用數字濾波的方式在Simulink/DSP Builder工具下設計電壓波動與閃變測量系統的數字模型。同時在ModelSim SE6.1d軟件下進行了系統功能仿真,并且在Altera公司的FPGA設計軟件QuartusⅡ6.0下進行了系統時序仿真。 仿真結果表明,基于Simulink/DSP Builder窗口化的數字信號處理的FPGA設計方案,設計簡單、快捷高效,能夠滿足電壓波動和閃變測量最初的系統設計要求,為進一步從事電壓波動和閃變測量研究提供了一種全新的設計理念,具有一定的理論與現實意義。
上傳時間: 2013-07-10
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圖像是人類智能活動重要的信息來源之一,是人類相互交流和認識世界的主要媒體。隨著信息高速公路、數字地球概念的提出,人們對圖像處理技術的需求與日劇增,同時VLSI技術的發展給圖像處理技術的應用提供了廣闊的平臺。圖像處理技術是圖像識別和分析的基礎,所以圖像處理技術對整個圖像工程來說就非常重要,對圖像處理技術的實現的研究也就具有重要的理論意義與實用價值,包括對傳統算法的改進和硬件實現的研究。仿生算法的興起為圖像處理問題的解決提供了一條十分有效的新途徑;FPGA技術的發展為圖像處理的硬件實現提供了有效的平臺。 @@ 本文在詳細介紹鄰域圖像處理算法及其數據結構、遺傳算法和蟻群算法基本原理的基礎上,將其應用于圖像增強和圖像分割的圖像處理問題之中,并將其用FPGA技術實現。論文中采用遺傳算法自適應的確定非線性變換函數的參數對圖像進行增強,在采用FPGA來實現的過程中先對系統進行模塊劃分,主要分為初始化模塊、選擇模塊、適應度模塊、控制模塊等,然后利用VHDL語言描述各個功能模塊,為了提高設計效率,利用IP核進行存儲器設計,利用DSP Builder進行數學運算處理。時序控制是整個系統設計的核心,為盡量避免毛刺現象,各模塊的時序控制都是采用單進程的Moore狀態機實現的。在圖像分割環節中,圖像分割問題轉換為求圖像的最大熵問題,采用蟻群算法對改進的最大熵確定的適應度函數進行優化,并對基于FPGA和蟻群算法實現圖像分割的各個模塊設計進行了詳細介紹。 @@ 對實驗結果進行分析表明遺傳算法和蟻群算法在數字圖像處理中的使用明顯改善了處理的效果,在利用FPGA實現遺傳算法和蟻群算法的整個設計過程中由于充分發揮了FPGA的并行計算能力及流水線技術的應用,大大提高算法的運行速度。 @@關鍵詞:圖像處理;遺傳算法;蟻群算法;FPGA
上傳時間: 2013-06-03
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現代的計算機追求的是更快的速度、更高的數據完整性和靈活性。無論從物理性能,還是從電氣性能來看,現今的并行總線都已出現了某些局限,無法提供更高的數據傳輸率。而SATA以其傳輸速率快、支持熱插拔、可靠的數據傳輸等特點,得到各行業越來越多的支持。 目前市場上的SATA IP CORE都是面向IC設計的,不利于在FPGA上集成,因此,本文在Xilinx公司的Virtex5系列FPGA上實現SATAⅡ協議,對SATA技術的推廣、國內邏輯IP核的發展都有一定的意義。 本文將SATAⅡ協議的FPGA實現劃分成物理層、鏈路層、傳輸層和應用層四個模塊。提出了物理層串行收/發器設計以及物理鏈路初始化方案。分析了鏈路層模塊結構,給出了作為SATAⅡ鏈路層核心的狀態機的設計。為滿足SATAⅡ協議3.0Gbps的速率,采用擴大數據處理位寬的方法,設計完成了鏈路層的16b/20b編碼模塊,同時為提高數據傳輸可靠性和信號的穩定性,分別實現了鏈路層CRC校驗模塊和并行擾碼模塊。在描述協議傳輸層的模塊結構的基礎上,給出了作為傳輸層核心的狀態機的設計,并以DMA DATA OUT命令的操作為例介紹了FIS在傳輸層中的處理過程。完成了命令層協議狀態機的設計,并實現了SATAⅡ新增功能NCQ技術,從而使得數據傳輸更加有效。最后為使本設計應用更加廣泛,設計了基于AHB總線的用戶接口。 本設計采用Verilog HDL語言對需要實現的電路進行描述,并使用Modelsim軟件仿真。仿真結果表明,本文設計的邏輯電路可靠穩定,與SATAⅡ協議定義功能一致。
上傳時間: 2013-06-16
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隨著信息時代的到來,用戶對數據保護和傳輸可靠性的要求也在不斷提高。由于信道衰落,信號經信道傳輸后,到達接收端不可避免地會受到干擾而出現信號失真。因此需要采用差錯控制技術來檢測和糾正由信道失真引起的信息傳輸錯誤。RS(Reed—Solomon)碼是差錯控制領域中一類重要的線性分組碼,由于它編解碼結構相對固定,性能強,不但可以糾正隨機差錯,而且對突發錯誤的糾錯能力也很強,被廣泛應用在數字通信、數據存儲系統中,以滿足對數據傳輸通道可靠性的要求。因此設計一款高性能的RS編解碼器不但具有很大的應用意義,而且具有相當大的經濟價值。 本文首先介紹了線形分組碼及其子碼循環碼、BCH碼的基礎理論知識,重點介紹了BCH碼的重要分支RS碼的常用編解碼算法。由于其算法在有限域上進行,接著介紹了有限域的有關理論。基于RS碼傳統的單倍結構,本文提出了一種八倍并行編碼及九倍并行解碼方案,并用Verilog HDL語言實現。其中編碼器基于傳統的線性反饋移位寄存器除法電路并進行八倍并行擴展,譯碼器關鍵方程求解模塊基于修正的歐幾里德算法設計了一種便于硬件實現的脈動關鍵方程求解結構,其他模塊均采用九倍并行實現。由于進行了超前運算、流水線及并行處理,使編解碼的數據吞吐量大為提高,同時延時更小。 本論文設計了C++仿真平臺,并與HDL代碼結果進行了對比驗證。Verilog HDL代碼經過modelsim仿真驗證,并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上進行綜合驗證以及靜態時序分析,綜合軟件為QUATURSⅡ V8.0。驗證及測試表明,本設計在滿足編解碼基本功能的基礎上,能夠實現數據的高吞吐量和低延時傳輸,達到性能指標要求。本論文在基于FPGA的RS(255,223)編解碼器的高速并行實現方面的研究成果,具有通用性、可移植性,有一定的理論及經濟價值。
上傳時間: 2013-04-24
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