隨著社會的發展,人們對電力需求特別是電能質量的要求越來越高。但由于非線性負荷大量使用,卻帶來了嚴重的電力諧波污染,給電力系統安全、穩定、高效運行帶來嚴重影響,給供用電設備造成危害。如何最大限度的減少諧波造成的危害,是目前電力系統領域極為關注的問題。諧波檢測是諧波研究中重要分支,是解決其它相關諧波問題的基礎。因此,對諧波的檢測和研究,具有重要的理論意義和實用價值。 目前使用的電力系統諧波檢測裝置,大多基于微處理器設計。微處理器是作為整個系統的核心,它的性能高低直接決定了產品性能的好壞。而這種微處理器為主體構成的應用系統,存在效率低、資源利用率低、程序指針易受干擾等缺點。由于微電子技術的發展,特別是專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)設計技術的發展,使得設計電力系統諧波檢測專用的集成電路成為可能,同時為諧波檢測裝置的硬件設計提供了一個新的發展途徑。本文目標就是設計電力系統諧波檢測專用集成電路,從而可以實現對電力系統諧波的高精度檢測。采用專用集成電路進行諧波檢測裝置的硬件設計,具有體積小,速度快,可靠性高等優點,由于應用范圍廣,需求量大,電力系統諧波檢測專用集成電路具有很好的應用前景。 本文首先介紹了國內外現行諧波檢測標準,調研了電力系統諧波檢測的發展趨勢;隨后根據裝置的功能需求,特別是依據其中諧波檢測國標參數的測量算法,為系統選定了基于FPGA的SOPC設計方案。 本文分析了電力系統諧波檢測專用集成電路的功能模型,對專用集成電路進行了模塊劃分。定義了各模塊的功能,并研究了模塊間的連接方式,給出了諧波檢測專用集成電路的并行結構。設計了基于FPGA的諧波檢測專用集成電路設計和驗證的硬件平臺。配合專用集成電路的電子設計自動化(EDA)工具構建了智能監控單元專用集成電路的開發環境。 在進行FPGA具體設計時,根據待實現功能的不同特點,分為用戶邏輯區域和Nios處理器模塊兩個部分。用戶邏輯區域控制A/D轉換器進行模擬信號的采樣,并對采樣得到的數字量進行諧波分析等運算。然后將結果存入片內的雙口RAM中,等待Nios處理器的訪問。Nios處理器對數據處理模塊的結果進一步處理,得到其各自對應的最終值,并將結果通過串行通信接口發送給上位機。 最后,對設計實體進行了整體的編譯、綜合與優化工作,并通過邏輯分析儀對設計進行了驗證。在實驗室條件下,對監測指標的運算結果進行了實驗測量,實驗結果表明該監測裝置滿足了電力系統諧波檢測的總體要求。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,瓦斯事故在煤礦生產事故中所占比例越來越高,給礦工的生產生活帶來了極大的災難,必須加強對瓦斯的監測監控,避免瓦斯爆炸事故。因此對瓦斯氣體進行快速、實時檢測對于煤礦安全生產及環境保護有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報警儀是各國應用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表,可隨時檢測作業場所的甲烷濃度,也可使用甲烷傳感器對甲烷濃度進行連續實時地監測。大體上當前應用的便攜式甲烷檢測儀器,按檢測原理分為光學甲烷檢測儀、熱導型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報警儀、氣敏半導體式甲烷檢測儀等幾種。 光干涉甲烷檢測儀性能穩定、使用壽命長,測量準確,是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現有的光干涉甲烷檢測儀存在自動化程度低、測量方法繁瑣、讀數不直觀,人為誤差較大、不能存儲數據等缺點。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實現的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對干涉條紋進行非接觸式的自動測量,獲得條紋信息,通過CCD驅動、高速模數轉換、數據采集等關鍵技術,實現了干涉條紋位移的精確測量,由單片機對量化后的測量信號進行智能處理,數字化顯示甲烷含量的測量結果。 光干涉甲烷檢測的關鍵是對干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測,本設計采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨特的半導體光電器件,近年來在攝像、工業檢測等科技領域里得到了廣泛的應用。將CCD技術應用于位置測量可以實現高精度和非接觸測量的要求;運用FPGA實現CCD芯片的驅動具有速度快、穩定高等優點:模數轉換之后的數據沒有采用專用存儲芯片進行存儲,而采用FPGA硬件開發平臺和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實現數據采集模塊系統,同時提高數據采集精準度,既降低成本又提高了存儲效率。 本文設計的新系統使用方便、精度高、數據可儲存,克服了傳統光干涉甲烷檢測儀的缺點,技術指標和功能都得到較大改善。
上傳時間: 2013-06-08
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基于∑-△噪聲整形技術和過采樣技術的數模轉換器(DAC)可以可靠地把數字信號轉換成為高精度的模擬信號。采用這一結構進行數模轉換具有諸多優點,例如極低的失配噪聲和高的可靠性,便于作為IP模塊嵌入到其他芯片系統中等,更重要的是可以得到其他DAC結構所無法達到的精度和動態范圍。在高精度測量、音頻轉換、汽車電子等領域有著廣泛的應用價值。 由于非線性和不穩定性的存在,高階∑-△調制器的設計與實現存在較大的難度。本設計綜合大量文獻中的經驗原則和方法,首先闡述了∑-△調制器的一般原理,并討論了一般結構調制器的設計過程,然后描述了穩定的高階高精度調制器的設計流程。根據市場需求,設定了整個設計方案的性能指標,并據此設計了達到16bit精度和滿量程輸入范圍的三階128倍過采樣調制器。 本設計采用∑-△結構,根據系統要求設計了量化器位數、調制器過采樣比和階數。在分析高階單環路調制器穩定性的基礎上,成功設計了六位量化三階單環路調制器結構。在16比特的輸入信號下,達到了90dB左右的信噪比。該設計已經在Cyclone系列FPGA器件下得到硬件實現和驗證,并實現了實時音頻驗證。測試表明,該DAC模塊輸出信號的信噪比能滿足16比特數據轉換應用的分辨率要求,并具備良好的兼容性和通用性。 本設計可作為IP核廣泛地在其他系統中進行復用,具有很強的應用性和一定的創新性。
上傳時間: 2013-07-10
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論文提出了一種基于FPSLIC的下位機控制器系統設計,并且在嵌入式硬件和軟件的聯合調度之下予以實現,并將該系統應用于微小型無人直升機MUAV控制上。 微小型無人直升機體積小、重量輕、隱蔽性好、機動性強、易實現懸停和超低空飛行,因此在軍用和民用領域都有廣泛的應用前景。微小型無人直升機在空中執行任務時需要實時獲得在空間的姿態和高度位置信息,然后通過調制舵機狀態來調整飛行器的空中姿態,糾正飛行路線,而MUAV的飛控系統需要具有負荷輕,功能強大,實時性強以及低功耗的特點,對嵌入式處理器要求較高,所以針對MUAV的控制采用上下位機聯合控制的結構。并且由于目前現有的下位機控制器滿足不了MUAV控制發展的需求,所以本文中利用FPS[JC優越的性能,實現了一種新的下位機控制器的設計,具有體積小、重量輕、價格低、功耗低、實時性強、可靠性高、擴展性好等優點的同時,完成了基于PWM的舵機的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數據融合,以及上下位機之間的通訊等功能,具有較強的使用和應用價值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結構,以及下位機實現功能的模塊劃分。然后是對MUAV控制系統相關理論的介紹,包括舵機控制的原理和方法以及多傳感器數據融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機控制器系統的軟硬件設計。在硬件設計上,給出了硬件總體設計方案,并對各個功能模塊進行了詳細論述,軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后,主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實現PWM控制和測量的模塊以及AVR部分對多傳感器信息進行Kalman濾波融合的實現。 最后在實驗室的汽油無人直升機的測試平臺上進行了舵機控制和高度測試實驗,取得了滿意的實驗結果。
上傳時間: 2013-04-24
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本文提出了一種基于SOPC 片上可編程的全數字化步進電機控制系統,本系統是以 FPGA 為核心控制器件,將驅動邏輯功能模塊和控制器成功地集成在FPGA 上實現,充分 發揮了硬件邏輯電路對數字信號高速的并行處理能力,可以使步進電機繞組電流細分達到 4096,且細分數可以自動調節,極大地提高了控制精度和驅動器的集成度,減小了驅動器 體積。
上傳時間: 2013-05-21
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硬件高手的設計經驗分享 一:成本節約 現象一:這些拉高/拉低的電阻用多大的阻值關系不大,就選個整數5K吧 點評:市場上不存在5K的阻值,最接近的是4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分別比精度為20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的電阻阻值只有1、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8幾個類別(含10的整數倍);類似地,20%精度的電容也只有以上幾種值,如果選了其它的值就必須使用更高的精度,成本就翻了幾倍,卻不能帶來任何好處。
上傳時間: 2013-05-22
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在團簇與激光相互作用的研究中和在團簇與加速器離子束的碰撞研究中,需要對加速器束流或者激光束進行脈沖化與時序同步,同時用于測量作用產物的探測系統如飛行時間譜儀(TOF)等要求各加速電場的控制具有一定的時序匹配。在整個實驗中,需要用到符合要求的多路脈沖時序信號控制器,而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復頻率等方便可調。為此,本論文基于FPGA設計完成了一款多路脈沖時序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8,設計出了一款可以同時輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調高精度延遲、可調脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結構及開發流程,著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實現方法,以及如何利用VHDL語言實現硬件電路軟件化設計的技巧與方法,給出了整個系統設計的原理與實現。討論了高精密電源的PWM技術原理及實現,并由此設計了FPGA所需電源系統。給出了配置電路設計、數據通信及接口電路的實現。開發了上層控制軟件來控制各路脈沖時序及屬性。 該電路工作頻率200MHz,輸出脈沖最小寬度可達到10ns,最大寬度可達到us甚至ms量級。可以同時提供l路同步脈沖和7路脈沖,并且7路脈沖相對于同步脈沖的延遲時間可調,調節步長為5ns。
上傳時間: 2013-06-15
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16×16點陣(滾動顯示)論文+程序.rar cdma通信系統中的接入信道部分進行仿真與分析.rar LED顯示屏動態顯示和遠程監控的實現.rar MCS-51單片機溫度控制系統.rar USB接口設計.rar 畢業設計(論文)OFDM通信系統基帶數據.rar 倉庫溫濕度的監測系統.rar 單片機串行通信發射機.rar 單片機課程設計__電子密碼鎖報告.rar 單片機控制交通燈.rar 電動智能小車(完整論文).rar 電氣工程系06屆畢業設計開題報告.rar 電信運營商收入保障系統設計與實現.rar 電子設計大賽點陣電子顯示屏(A題)..rar 電子時鐘.rar 火災自動報警系統設計.rar 基于GSM短信模塊的家庭防盜報警系統.rar 基于GSM模塊的車載防盜系統設計 TC35i 資料.rar 基于網絡的虛擬儀器測試系統.rar 門控自動照明電路.rar 全遙控數字音量控制的D類功率放大器.rar 數控直流穩壓電源完整論文.rar 數字密碼鎖設計.rar 數字搶答器(數字電路).rar 數字時鐘.rar 水箱單片機控制系統.rar 同步電機模型的MATLAB仿真.rar 溫度監控系統的設計.rar 用單片機控制直流電機.rar 用單片機實現溫度遠程顯示.rar 智能家用電熱水器控制器.rar 智能型充電器電源和顯示的設計.rar 自動加料機控制系統.rar 每個設計包含論文、原代碼,個別的有PCB
上傳時間: 2013-07-05
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建立在數據率轉換技術之上的寬帶數字偵察接收機要求能夠實現高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數據率轉換技術是寬帶數字偵察接收機關鍵技術之一,是解決寬帶數字接收機中前端高速ADC采樣的高速數據流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波,即寬帶數字下變頻技術,是實現數據率轉換系統的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數字偵察接收關鍵技術之一的數據率轉換技術,著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統硬件實現。論文主要工作如下: (1)分析了現代電子偵察環境下的信號特征,指出寬帶數字接收機必須滿足寬監視帶寬、流水作業以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數字接收機方案,簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數據率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用,比較了FFT專用芯片及其優點和缺點,指出為了滿足實時處理要求,必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規的插值算法基礎上,提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法,只需三個FFT變換系數的實部構造頻率修正項,計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論,提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度,以此頻率對信號解調并對消該頻率成分,最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術,研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據信號中兩頻率分量的幅度比,只需一次一維平方信號譜峰搜索,就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值,并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率,且容易地擴展到復信號,FPGA硬件實現容易。 (6)基于現代譜分析理論,研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數估計雙正弦信號頻率之和的同時,利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現架構,并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統的硬件設計方案,給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。
上傳時間: 2013-06-02
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現代雷達系統廣泛采用脈沖壓縮技術,用以解決作用距離與分辨能力之間的矛盾。脈沖壓縮是指雷達通過發射寬脈沖,保證足夠的最大作用距離,而接收時,采用相應的脈沖壓縮法獲得窄脈沖以提高距離分辨率的過程。同時,數字信號處理技術的迅猛發展和廣泛應用,為雷達脈沖壓縮處理的數字化實現提供了可能。 本文主要研究雷達多波形頻域數字脈沖壓縮系統的硬件系統實現。在匹配濾波理論的指導下,成功研制了基于FPGAEP1K100QC208-1和4片高性能ADSP21160M的多波形頻域數字脈沖壓縮系統。該系統可處理時寬在42μs以內、帶寬在5MHz以下的線性調頻信號(LFM),非線性調頻信號(NLFM)和Taylor四相碼信號,且技術指標完全滿足實用系統的設計要求。 本文完成的主要工作和創新之處有:(1)基于雙通道模數轉換器AD10242設計高精度數據采集電路,為整個脈壓系統的工作提供必要的條件。完成了前端模擬信號輸入電路的優化和差分輸入時鐘的產生,以實現高精度采樣。 (2)根據協議和脈壓系統的工作要求,以基于FPGAEP1K100QC208完成系統控制,使整個脈壓系統正確穩定地工作。同時以該FPGA生成雙口RAM,實現數據暫存,以匹配采樣速率和脈壓系統頻率。 (3)設計基于4片高性能ADSP21160M的緊耦合并行處理系統,以完成多波形頻域數字脈沖壓縮的全部運算工作。4片DSP共享外部總線,且各DSP以鏈路口互連,進行數據通信。各DSP還使用一個鏈路口連接到接口板DSP,將脈壓結果送出。 (4)以一片ADSP21160M和一片EP1K100QC208為核心,設計輸出板電路,完成數據對齊、求模和數據向下一級的輸出,并產生模擬輸出。 (5)調試并改進處理板和輸出板。
上傳時間: 2013-06-11
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