随着技术的飞速发展,电力电子装置如变频设备、变流设备等容量日益扩大,数量日益增多。由于非线性器件的广泛使用,使得电网中的谐波污染日益严重,给电力系统和各类用电设备带来危害,轻则增加能耗,缩短设备使用寿命,重则造成用电事故,影响安全生产,电力谐波已经成为电力系统的公害。除了传统的滤波方法,例如,无源滤波、改变系统的拓补结构来抑制谐波外,人们已广泛应用有源滤波器(APF)来消除注入电网的谐波,而实现有源滤波策略的前提就是能够实时、精确地检测出谐波电流。谐波检测是谐波研究中的一个重要的分支,是解决其他相关谐波问题的基础,因此进行谐波检测的研究具有重要的理论意义和实用价值。设计一种精度高、实时性好且适用范围宽的谐波电流检测方法是国内外众多学者致力研究的目标。 本文主要从谐波检测理论和实现方法上探讨了高精度、高实时性谐波检测数字系统的相关问题。论文中阐述了电力系统谐波的相关概念和产生原理,并分析了电力谐波的特点,对国内外各种谐波检测方法进行了分析和研究。在检测理论上,本文采用FFT理论来计算谐波含量,研究了Radix-2 FFT在谐波检测中的应用,综述了可编程元器件的发展过程、工艺发展及目前的应用情况,并介绍了一种主流硬件描述语言VHDL。最后以FPGA芯片XC2S200为硬件平台,以ISE6.0为软件平台,利用VHDL语言描述的方式实现了512点16Bit的快速傅立叶变换系统,并进行了仿真、综合等工作。仿真结果表明其计算结果达到了一定的精度,运行速度可以满足一般实时信号处理的要求。
上传时间: 2013-06-02
上传用户:moshushi0009
随着电子技术和集成电路技术的飞速发展,数字信号处理已经广泛地应用于通信、信号处理、生物医学以及自动控制等领域中。离散傅立叶变换(DFT)及其快速算法FFT作为数字信号处理中的基本变换,有着广泛的应用。特别是近年来,基于FFT的ODFM技术的兴起,进一步推动了对高速FFT处理器的研究。 FFT 算法从出现到现在已有四十多年代历史,算法理论已经趋于成熟,但是其具体实现方法却值得研究。面向高速、大容量数据流的FFT实时处理,可以通过数据并行处理或者采用多级流水线结构来实现。特别是流水线结构使得FFT处理器在进行不同点数的FFT计算时可以通过对模块级数的控制很容易的实现。 本文在分析和比较了各种FFT算法后,选择了基2和基4混合频域抽取算法作为FFr处理器的实现算法,并提出了一种高速、处理点数可变的流水线结构FFT处理器的实现方法。利用这种方法实现的FFT处理器成功的应用到DAB接收机中,RTL级仿真结果表明FFT输出结果与C模型输出一致,在FPGA环境下仿真波形正确,用Ouaaus Ⅱ软件综合的最高工作频率达到133MHz,满足了高速处理的设计要求。
上传时间: 2013-05-29
上传用户:GavinNeko
GPS全球定位系统是美国国防部为军事目的而建立的卫星导航系统,其主要目的是解决海上、陆地和空中运载工具的导航定位问题。GPS作为新一代卫星导航系统,不仅具有全球、全天候、连续、高精度导航与定位能力,而且具有优良的抗干扰性和保密性。因此,发展全球定位系统是当今导航技术现代化的一个重要标志。在GPS接收机中,为了得到导航电文并对其进行解算,要完成复杂的信号处理过程。其中,怎样捕获到卫星信号,并对C/A码进行跟踪是研制GPS接收机的重要问题之一。本文在对GPS信号的结构进行深入的分析后,结合FPGA的特点,对算法进行设计及优化后,给出了相应的仿真。内容主要包括以下几个方面: 1.对GPS信号结构的产生原理进行了深入地分析,并对GPS信号的调制机理进行详细地阐述。 2.在GPS信号的捕获方面,采用了基于FFT频域的快速捕获的方法,即将接收到的GPS信号先利用快速傅立叶变换(FFT)变换到频域,在频域完成相应的运算后,再利用傅立叶反变换(IFFT)变换到时域。从而大大减少了计算量,加快了信号捕获的速度,提高了捕获性能。 3.在C/A码跟踪部分,本文采用了非相干延迟锁定环对C/A码进行跟踪。来自载波跟踪环路的本地载波将输入的信号变成基带信号,然后分别和本地码的三个不同相位序列进行相乘,将相乘结果进行累加,经过处理将得到码相位和当前的载波频率送到载波跟踪环路。 4.载波跟踪环,本文采用的是科斯塔斯环。载波跟踪环和码跟踪环在结构上相似,故本文只对关键的载波NCO进行了仿真。 本文的创新点主要是使用FPGA对整个GPS信号的捕获及C/A码的跟踪进行设计。此外,根据FPGA的特点,在不改变外部硬件设计的前提下,改变相应的IP核或相关的VHDL程序就可对系统进行各种优化设计,以适应不同类型的GPS接收机的不同功能。
上传时间: 2013-06-27
上传用户:哇哇哇哇哇
PCB特性阻抗计算工具:用于射频电路,高速数字电路中传输线阻抗的计算
上传时间: 2013-07-02
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基于布里渊散射的分布式光纤传感器是当前国内外研究的热点。本文介绍了基于布里渊散射的分布式光纤传感器的的原理、应用;布里渊时域反射技术(BOTDR)和布里渊时域分析技术(BOTDA)的原理。 受激布里渊散射(SBS)的过程中,入射光和散射光满足耦合振幅方程组。我们对该方程组采用有限差分法进行数值计算,并用Matlab模拟计算过程,对布里渊散射信号进行分析。 根据布里渊散射信号的特点,我们采用基于Morlet小波变换的DSP信号算法来处理 BOTDR传感信号。通过对该算法的核心单元——快速傅立叶变换(FFT)的硬件实现,我们在Stratix FPGA上实现了基于Morlet小波变换的DSP算法的硬件电路设计。 最后,在此基础上,我们对电路功能进行实际的仿真和验证,并和Matlab得到结果进行比较和分析。
上传时间: 2013-07-22
上传用户:牛布牛
安规方面 X电容与Y电容的设计与计算方法
上传时间: 2013-05-31
上传用户:gjzeus
51单片机定时器时间计算工具,即是计算定时器溢出时间TH0,TL0也是研究51单片机定时器的软件模形。软件中分析了定时器的工作流程和寄存器功能。可以助你更深刻的了解51单片机定时器。
上传时间: 2013-06-13
上传用户:wengtianzhu
51单片机定时器时间计算工具,即是计算定时器溢出时间TH0,TL0也是研究51单片机定时器的软件模形。软件中分析了定时器的工作流程和寄存器功能。可以助你更深刻的了解51单片机定时器。
上传时间: 2013-05-24
上传用户:Aidane
随着图像分辨率的越来越高,软件实现的图像处理无法满足实时性的需求;同时FPGA等可编程器件的快速发展使得硬件实现图像处理变得可行。如今基于FPGA的图像处理研究成为了国内外的一个热门领域。 本文在FPGA平台上,用Verilog HDL实现了一个研究图像处理算法的可重复配置的硬件模块架构,架构包括PC机预处理和通信软件,控制模块,计算单元,存储器模块和通信适配模块五个部分。其中的计算模块负责具体算法的实现,根据不同的图像处理算法可以独立实现。架构为计算模块实现了一个可添加、移出接口,不同的算法设计只要符合该接口就可以方便的加入到模块架构中来进行调试和运行。 在硬件架构的基础上本文实现了排序滤波,中值滤波,卷积运算及高斯滤波,形态学算子运算等经典的图像处理算法。讨论了FPGA的图像处理算法的设计方法及优化策略,通过性能分析,FPGA实现图像处理在时间上比软件处理有了很大的提高;通过结果的比较,发现FPGA的处理结果达到了软件处理几乎同等的效果水平。最后本文在实现较大图片处理和图像处理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的讨论和改进,提高了算法的可用性,同时为进一步的研究提供了更加便利的平台。 整个设计都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真软件环境下开发的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平台上实现。在软件仿真过程中利用了ISE8.2自带仿真工具和ModelSim结合使用。 本课题为制造FPGA的专用图像处理芯片做了有益的探索性研究,为实现FPGA为核心处理芯片的实时图像处理系统有着积极的作用。
上传时间: 2013-05-30
上传用户:水瓶kmoon5
随着数字电子技术的发展,数字信号处理的理论和技术广泛的应用于通讯、语音处理、计算机和多媒体等领域。快速傅立叶变换(FFT)使离散傅立叶变换的运算时间缩短了几个数量级,在数字信号处理领域被广泛应用。FFT已经成为现代信号处理的重要手段之一。 现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器件。随着它的不断应用和发展,也使电子设计的规模和集成度不断提高。同时基于FPGA实现FFT的设计方法和思想被提出。本次设计的目的是快速傅立叶变换(FFT)的FPGA实现。 此文在分析了快速傅立叶算法的基础上,提出了一种频率抽取基4 FFT的FPGA设计方案,针对现有FFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度,设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需数据的存放地址,并结合采用乒乓结构和流水线方式,来提高快速傅立叶变换(FFT)FPGA实现的速度。描述了一片FPGA芯片内完成了整个FFT处理器的电路设计,经过模块时序仿真和数据的验证及测试,达到工作在50MHz时钟频率的设计要求。最后对后续设计做了描述,并对用FPGA实现FFT做了展望。
上传时间: 2013-04-24
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