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研究

  • 有源功率因數校正技術的研究

    本 論文 對 功率因數的定義、有源功率因數校正(APFC)技術做了分析,在比較三 種工作模式的基礎上選擇了臨界導電模式作為本文的研究對象。論文詳細分析了臨界導 電模式功率因數校正Bost開關變換器的工作原理,穩態特性,得出了開關頻率與輸入 電壓、輸入功率的關系,對器件的應力和輸出電壓紋波進行了詳細的分析,為電路的設 計提供了依據。

    標簽: 有源功率因數 校正技術

    上傳時間: 2013-06-13

    上傳用戶:banyou

  • 基于FPGA的PWM發生器的研究與設計

    PWM(脈沖寬度調制)是一種利用數字信號來控制模擬電路的控制技術,廣泛應用于電源、電機、伺服系統、通信系統、電子控制器、功率控制等電力電子設備。PWM技術在逆變電路中的應用最為廣泛,也是變頻技術的核心,同時在機床,液壓位置控制系統等機械裝置中也發揮著重要的作用。PWM技術已經成為控制領域的一個熱點,因此研究PWM發生器對于基礎理論的發展和技術的改進都有十分重要的意義。 論文研究的主要內容是用任意波形作為調制信號通過特定的方法來產生所需要的PWM波形,任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個主要任務。任意波形的合成是課題設計的一個難點,也是影響系統性能的關鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數字頻率合成(DDS)技術來實現。DDS技術以相位為地址,通過查找離散幅度數據進行波形合成,具有輸出波形相位變化連續、分辨率高、頻率轉換速率快的優點,而且通過設置控制字可靈活方便地改變輸出頻率,是目前波形合成的主流方法。 實現PWM發生器的設計方法有多種。在綜合比較了單片機、DSP、ARM等常用開發工具特點的基礎上,本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體,單片機輔助配合的設計方法。隨著計算機技術和微電了技術的迅速發展,可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大,基于PLD的設計方法正逐步成為一種主流于段,是近些年來電子系統設計的一個熱點。整個系統分為模擬波形產生、單片機控制電路、FPGA內部功能模塊三大部分。FPGA部分的設計是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發平臺,采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內部各功能模塊的設計輸入、編譯、仿真等調試工作,目標載體選用性價比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件;單片機控制電路主要負責控制字的設置和顯示,波形數據的接受與發送;用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務。 論文共分五章,詳細介紹了課題的背景、PWM發生器的發展和應用以及選題的目的和意義等,論述了系統設計方案的可行性,對外圍電路和FPAG內部功能模塊的設計方法進行了具體說明,并對仿真結果、系統的性能、存在的問題和改進方法等進行了分析和闡述。整個設計滿足PWM發生器的任務和功能要求,設計方法可行。

    標簽: FPGA PWM 發生器

    上傳時間: 2013-06-03

    上傳用戶:a155166

  • 基于FPGA的PWM整流控制器研究

    隨著電力電子變流技術的不斷發展,各種先進的控制技術層出不窮??刂破饕矎倪^去的模擬電路時代逐漸進入到全數字控制時代。但是MCU/DSP等通用控制器本身串行程序流工作模式的限制,在實現復雜算法時往往難以滿足系統要求的快速性與實時性的要求,FPGA的出現為解決這個問題提供了一個新的方向。 本文首先對三相PWM整流器系統進行了研究。在查閱大量國內外文獻資料的基礎上,對整流器及其控制器的國內外發展現狀及研究趨勢做了詳細的研究,并對課題研究的意義有了更深入的認識。接下來對三相電壓型整流器的拓撲結構、數學模型、整流器的控制技術進行了分析。文中所采用的滯環電流控制算法具有結構簡單,電流響應速度快,不依賴系統參數,系統魯棒性好的特點。運用matlab仿真軟件,對該控制方法進行了仿真。然后對FPGA的發展歷程、應用、分類、開發工具、語言等內容進行了介紹。最后對滯環控制算法進行了模塊劃分,將其劃分為PI算法模塊,限幅與指令電流生成模塊,滯環比較模塊,PWM脈沖生成及死區保護模塊,AD控制及數據儲存模塊,并在Quartus II軟件環境下,使用VHDL語言通過編程實現模塊化設計。實踐證明,采用FPGA來實現PWM整流器控制算法是可行的。

    標簽: FPGA PWM 整流 控制器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:Ruzzcoy

  • 基于FPGA的SDI接口的研究與開發

    串行數字接口SDI是目前使用最廣泛的數字視頻接口。它是遵循SMPTE-259M和EBtJ-Tech-3267標準制定的,己經被世界上眾多數字視頻設備生產廠家普遍采納并作為標準視頻接口,主要用在非線性編輯系統、視頻服務器、虛擬演播室以及數字切換矩陣和數字光端機等場合。 以往的SDI接口在實現方法上有成本高、靈活性低等缺點,針對這些不足,本文在研究串行數字接口工作原理的基礎上,提出了一種基于FPGA的標清串行數字接口(SD-SDI)的設計方案,并使用SOPC Builder構成一個Nios II處理器系統,將SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA內部,從而提高系統的集成度,使之具有視頻數據處理速度快、實時性強、性價比高的特點。具體研究內容包括: 1.在分析SDI接口的硬件結構和工作原理的基礎上,提出了串行數字接口的嵌入式系統設計方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片內部配置以及驅動電路、均衡電路、電源電路等硬件電路設計。 2.采用軟邏輯方法實現SDI接口的傳輸功能,進行了具體的模塊化設計與仿真。 3.引入Nios II嵌入式軟核處理器對數據進行處理,設計了視頻圖像數據的采集程序。 該傳輸系統以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8為核心芯片,通過發送和接收電路的共同作用,能夠完成標清數字視頻信號的傳輸,初步確立了以SDI接口為數據源的視頻信號傳輸系統的整體模式和框架。

    標簽: FPGA SDI 接口

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:標點符號

  • 單相有源濾波器控制系統的研究

    現代家庭中單相供電的用電設備如電腦、電視機、冰箱等都具有非線性特性,都會產生諧波污染電網。本文針對這一現象研究了單相并聯電壓型有源電力濾波器(APF),設計了一個APF控制系統來產生與諧波電流大小相等方向相反的補償電流,并使補償電流實時地跟蹤諧波電流,從而消除諧波電流達到凈化電網。 本文對提出的APF控制系統從模擬和數字兩個方面進行了深入的研究。 首先,設計了APF的主電路結構,確定了系統中電感電容等元件參數,并根據仿真結果系統地分析了參數變化對系統補償效果的影響,然后根據補償效果選擇最佳的參數值。 其次,針對控制系統要求,選用適合系統的電流電壓PI雙環控制系統,通過參數優化后得到了控制器的最優參數,使控制效果達到最優。并從理論上詳細分析了無差拍控制算法。 最后,利用滯環比較原理制作了10KHz的三角波發生器,用于PWM調制電路。在對硬件描述語言以及FPGA設計流程深入理解的基礎上,利用Verilog語言實現了雙環PI控制器和PWM發生電路的數字化,使得有源電力濾波器補償精度提高,有更好的可修改性,可使用于很多不同的非線性負載。

    標簽: 單相 有源濾波器 控制系統

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:aa17807091

  • 低速率語音聲碼器的研究與實現

    數字語音通信是當前信息產業中發展最快、普及面最廣的業務。語音信號壓縮編碼是數字語音信號處理的一個方面,它和通信領域聯系最為密切。在現有的語音編碼中,美國聯邦標準混合激勵線性預測(MELP—Mixed Excited Linear Prediction)算法在2.4kb/s的碼率下取得了較好的語音質量,具有廣闊的應用前景。 FPGA作為一種快速、高效的硬件平臺在數字信號處理和通信領域具有著獨特的優勢。現代大容量、高速度的FPGA一般都內嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LVTTL以及硬件乘法累加器等DSP模塊。用FPGA來實現數字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,而且其靈活的可配置特性,使得FPGA構成的DSP系統非常易于修改、測試及硬件升級。 本論文闡述了一種基于FPGA的混合激勵線性預測聲碼器的研究與設計。首先介紹了語音編碼研究的發展狀況以及低速率語音編碼研究的意義,接著在對MELP算法進行深入分析的基礎上,提出了利用DSP Builder在Matlab中建模的思路及實現過程,最后本文把重點放在MELP聲碼器的編解碼器設計上,利用DSP Builder、QuartusⅡ分別設計了其中的濾波器、分幀加窗處理、線性預測分析等關鍵模塊。 在Simulink環境下運用SignalCompiler對編解碼系統進行功能仿真,為了便于仿真,系統中沒有設計的模塊在Simulink中用數學模型代替,仿真結果表明,合成語音信號與原始信號很好的擬合,系統編解碼后語音質量基本良好。

    標簽: 低速 語音 聲碼器

    上傳時間: 2013-06-02

    上傳用戶:lili1990

  • 基于FPGA的電力諧波分析儀的研究

    隨著現代工業的高速發展,電力系統的非線性負荷日益增多,嚴重地污染了電網的環境,威脅著電網中的各種電氣設備的安全經濟運行,不論從保證電力系統和供電系統的安全經濟運行或是從保證設備和人身的安全來看,對諧波污染造成的危害影響加以經常監測和限制都是極為迫切的。諧波測量是諧波治理的重要前提條件,也是分析解決諧波治理問題的基本問題。國內外已有各種諧波檢測的研究,形成了多種諧波檢測方法,基于快速傅立葉變化的FFT是當前諧波檢測中應用最為廣泛的一種諧波檢測方法。特別是經過技術補償后的FFT算法,在諧波檢測中具有更好的性能。但該方法在實現上主要是采用通用DSP器件(比如TI公司產品),其實時性不強,影響了檢測性能。隨著微電子技術和數字信號處理技術的發展,基于FPGA的數字信號處理具有高速、開發簡便、易于形成ASIC等優勢而得到了廣泛的應用。論文在分析諧波測量方法的基礎上,提出了基于FPGA實現電網諧波測量系統。以嵌入式處理器NiosⅡ為核心,實現了電網諧波分析的周期圖功率譜分析方法。在整個系統硬件設計的基礎上,主要完成了基-28點、16點、32的FFT模塊、完成了求模運算模塊以及輸出顯示模塊。通過比較仿真得到的方波、正弦信號的譜結構與實際系統輸出的譜結構,驗證了該實現方法的正確性。

    標簽: FPGA 電力諧波 分析儀

    上傳時間: 2013-06-30

    上傳用戶:無聊來刷下

  • 短波差分跳頻通信系統的研究

    差分跳頻(DFH)是集跳頻圖案、信息調制與解調于一體,是一個全面基于數字信號處理的全新概念的通信系統,其技術體制和原理與常規跳頻完全不同,較好地解決了數據速率和跟蹤干擾等問題,代表了當前短波通信的一個重要發展方向。美國Sanders公司推出了名為CHESS的新型短波跳頻通信系統,并獲得了成功,但我國對該體制和技術的研究還處于初始階段,目前還不太成熟,離實際應用還有一段距離。 本文主要基于FPGA芯片的基礎上對差分跳頻進行了研究,用FPGA來實現數字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,而且其靈活的可配置特性,使得FPGA構成的DSP系統非常易于修改、測試及硬件升級。而且設計中盡量采用軟件無線電體系結構,減少模擬環節,把數字化處理盡量靠近天線,從而建立一個通用、標準、模塊化的硬件平臺,用軟件編程來實現差分跳頻的各種功能,從基于硬件的設計方法中解放出來。 本文首先介紹了課題背景及研究的意義,闡述了目前差分跳頻中頻率合成跟頻率識別的實現方案。在頻率合成中,著重對DDS的相位截斷誤差及幅度量化誤差進行仿真,找出基于FPGA實現的最佳參數及改善方法。在頻率識別中,基于Xilinx公司提供FFT IP核,接收端中的位同步,頻率識別均在FFT的理論上進行設計。最后根據設計方案制作基于FPGA的電路板。 設計中跳頻圖案、直接數字頻率合成器、頻率識別、位同步、跳頻圖案恢復、線性調頻z變換等模塊均采用Verilog和VHDL兩種通用硬件描述語言進行設計,以便能夠在所有廠家的FPGA芯片中移植。

    標簽: 短波差分 跳頻通信

    上傳時間: 2013-07-22

    上傳用戶:yezhihao

  • 基于FPGA的高頻數字DCDC變換器研究

    在傳統的電力電子電路中,DC/DC變換器通常采用模擬電路實現電壓或電流的控制。數字控制與模擬控制相比,有著顯著的優點,數字控制可以實現復雜的控制策略,同時大大提高系統的可靠性和靈活性,并易于實現系統的智能化。但目前數字控制基本上限于電力傳動領域,DC/DC變換器由于其開關頻率較高,一般其外圍功能由DSP或微處理器完成,而控制的核心,如PWM發生等大多采用專用控制芯片實現。FPGA由于其快速性、靈活性及保密性等優點,近年來在數字控制領域受到越來越多的關注。基于FPGA的DC/DC變換器是電力電子領域重要的研究方向之一。本文研究了同步Buck變換器的建模、設計及仿真,采用Xinlix的VIRTEX-Ⅱ PRO FPGA開發板實現了Buck變換器的全數字控制。 論文首先從Buck變換器的理論分析入手,根據它的物理特性,研究了該變換器的狀態空間平均模型和小信號分析。為了獲得高性能的開關電源,提出并分析了混雜模型設計方案,然后進行了控制器設計。并采用MATLAB/SIMULINK建立了同步Buck電路的仿真模型,并進行仿真研究。浮點仿真的運算精度與溢出問題,影響了仿真的精度。為了克服這些不足,作者采用了定點仿真方法,得到了滿意的仿真結果。論文還著重論述了開關電源的數字控制器部分,數字控制器一般由三個主要功能模塊組成:模數轉換器、數字脈寬調制器(Digital PulseWidth Modulation:DPWM)和數字補償器。文中重點研究了DPWM和數字補償器,闡述了目前高頻數字控制變換器中存在的主要問題,特別是高頻狀態下DPWM分辨率較低,影響控制精度,甚至引起極限環(Limit Cycling)現象,對DPWM分辨率的提高與系統硬件工作頻率之間的矛盾、DPWM分辨率與A/D分辨率之間的關系等問題作了全面深入的分析。論文提出了一種新的提高DPWM分辨率的方法,該方法在不提高系統硬件頻率的前提下,采用軟件使DPWM的分辨率大大提高。作者還設計了兩種數字補償器,并進行了分析比較,選擇了合適的補償算法,達到了改善系統性能的目的。 設計完成后,作者使用ISE 9.1i軟件進行了FPGA實現的前、后仿真,驗證了所提出理論及控制算法的正確性。作者完成了Buck電路的硬件制作及基于FPGA的軟件設計,采用32MHz的硬件晶振實現了11-bit的DPWM分辨率,開關頻率達到1MHz,得到了滿意的系統性能,論文最后給出了仿真和實驗結果。

    標簽: FPGA DCDC 高頻 數字

    上傳時間: 2013-07-23

    上傳用戶:kristycreasy

  • 基于FPGA的QAM調制解調技術研究

    眾所周知,信息傳輸的核心問題是有效性和可靠性,調制解調技術的發展正是體現了這一思想。從最早的模擬調幅調頻技術的日益完善,到現在數字調制技術的廣泛運用,使得信息的傳輸更為有效和可靠。QAM調制作為一種新的調制技術,因其具有很高的頻帶利用率而得到了廣泛的應用。 本文對基于FPGA的16QAM調制解調進行了討論和研究。首先對16QAM調制解調原理進行了闡述,建立了16QAM調制解調系統的數學模型,然后通過分析提出了基于FPGA的16QAM調制解調系統的設計方案。最后編寫Verilog代碼實現了算法仿真。 FPGA芯片采用的是Altera公司的大規模集成電路芯片Cyclone系列的EPlC20F32417,并通過軟件編程對其進行了相關調試。文中詳細介紹了基帶成形濾波器、載波恢復和定時同步的基本原理及其設計方法。首先用Matlab對整個16QAM系統進行了軟件仿真;然后用硬件描述語言Verilog HDL在QuartusⅡ環境下完成了系統關鍵算法的編寫、行為仿真和綜合,最后詳細闡述了異步串口(UART)的FPGA實現,把我們編寫的Verilog程序下載到EPlC20F32417芯片上效果很好。

    標簽: FPGA QAM 調制解調 技術研究

    上傳時間: 2013-06-12

    上傳用戶:q123321

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