互感器是电力系统中电能计量和继电保护中的重要设备,其精度和可靠性与电力系统的安全性、可靠性和经济运行密切相关。随着电力工业的发展,传统的电磁式互感器已经暴露出一系列的缺陷,电子式互感器能很好的解决电磁式互感器的缺点,电子式互感器逐步替代电磁式互感器代表着电力工业的发展方向。目前,国产的互感器校验仪主要是电磁式互感器校验仪,电子式互感器校验仪依赖于进口。电子式互感器的发展,使得电子式互感器校验仪的研制势在必行。 本课题依据国际标准IEC60044-7、IEC60044-8和国内标准GB20840[1].7-2007、GB20840[1].8-2007,设计了电子式互感器检验仪。该校验仪采用直接法对电子式互感器进行校验,即同时测试待校验电子式互感器和标准电磁式互感器二次侧的输出信号,比较两路信号的参数,根据比较结果完成电子式互感器的校验工作。论文首先介绍了电子式互感器结构及输出数字信号的特征,然后详细论述了电子式互感器校验仪的硬件及软件设计方法。硬件主要采用FPGA技术设计以太网控制器RTL8019的控制电路,以实现电子式互感器信号的远程接收,同时设计A/D芯片MAX125的控制电路,以实现标准电磁式互感器模拟输出的数字化。软件主要采用FPGA的SOPC技术,研制了MAX125和RTL8019的IP核,在NiosIIIDE集成开发环境下,完成对硬件电路的底层控制,运用准同步算法和DFT算法开发应用程序实现对数字信号的处理。最终完成电子式互感器校验仪的设计。 最后进行了相关的实验,所研制的电子式互感器校验仪对0.5准确级的电子式电压互感器和0.5准确级电子式电流互感器分别进行了校验,对其额定负荷的20%、100%、120%点做为测量点进行测量。经过对实验数据的处理分析可知,校验仪对电子式互感器的校验精度满足0.5%的比差误差和20’的相位差。本课题的研究为电子式互感器校验仪的研制工作提供了理论和实践依据。
上传时间: 2013-04-24
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[信号与系统(全美经典学习指导系列)].(美)Hwei.P.Hsu.扫描版 很清晰,经典教材
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Actel SmartFusion智能混合信号FPGA在单个器件中整合了已经获验证且高度灵活的ProASIC®3 FPGA架构、先进的混合信号功能以及一个ARM® Cortex™-M3硬核处理器。SmartFusion能够为嵌入式系统设计人员提供了多达50万门用户逻辑、13.8 Kb的通用FPGA RAM、众多系统外设和可编程模拟电路,以及一个包含了100 MHz Cortex-M3处理器(64 Kb SRAM 和 512 Kb闪存)的微控制器子系统(MSS)。
标签: SmartFusion Actel FPGA 智能混合
上传时间: 2013-04-24
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本项目完成的是基于中国“数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制”国家标准的发射端系统FPGA设计与实现。在本设计中,系统采用了Stratix系列的EP1S80F1020C5 FPGA为基础构建的主硬件处理平台。对于发射端系统,数据处理部分的扰码器(随机化)、前向纠错编码(FEC)、符号星座映射、符号交织、系统信息复用、频域交织、帧体数据处理(OFDM调制)、同步PN头插入、以及信号成形4倍插值滚降滤波器(SRRC)等各模块都是基于FPGA硬件设计实现的。其中关键技术:TDS-OFDM技术及其和绝对时间同步的复帧结构、信号帧的头和帧体保护技术、低密度校验纠错码(LDPC)等,体现了国标的自主创新特点,为数字电视领域首次采用。其硬件实现,亦尚未有具体产品参考。 本文首先介绍了当今国内外数字电视的发展现状,中国数字电视地面广播传输国家标准的颁布背景。并对国标系统技术原理框架,发端系统的整体结构以及FPGA设计的相关知识进行了简要介绍。在此基础上,第三章重点、详细地介绍了基于FPGA实现的发射端系统各主要功能模块的具体结构设计,论述了系统中各功能模块的FPGA设计和实现,包括设计方案、算法和结构的选取、FPGA实现、仿真分析等。第四章介绍了对整个系统的级连调试过程中,对系统结构进行的优化调整,并对级连后的整个系统的性能进行了仿真、分析和验证。作者在项目中完成的工作主要有: 1.阅读相关资料,了解并分析国标系统的技术结构和原理,分解其功能模块。 2.制定了基于国标的发端系统FPGA实现的框架及各模块的接口定义。 3.调整和改进了3780点IFFT OFDM调制模块及滚降滤波器模块的FPGA设计并验证。 4.完成了扰码器、前向纠错编码、符号星座映射、符号交织、系统信息复用、频域交织、帧体数据处理、同步PN头插入、以及信号成形4倍插值滚降滤波器等功能模块的FPGA设计和验证。 5.在系统级连调试中,利用各模块数据结构特点,优化系统模块结构。 6.完成了整个发射端系统FPGA部分的调试、分析和验证。
上传时间: 2013-04-24
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随着电力电子技术、微处理器技术、控制理论及永磁材料等技术的快速发展,以永磁同步电机作为控制对象的传动领域得到了越来越广泛的关注,随着FPGA的技术的普及和广泛应用,使得各种先进的控制算法得以实现,于是数字化、智能化的永磁交流控制器成为必然的发展趋势和当前的研究热点。本文的主要工作就是围绕数字化的永磁同步电机控制器研究来展开。首先深入研究了永磁同步电机的数学建模方法及电机控制策略问题。在对永磁同步电机的数学模型进行了推导的基础上,在PSIM仿真软件中建立了永磁同步电机的电机模型,提出了一种永磁同步电机传统控制系统仿真建模的新方法。其次对常用的数字脉宽调制方法进行了数学推导,并对滑模控制理论和矢量控制进行了深入的研究分析,将滑模变结构控制应用于永磁同步电机的调速系统中,改善了传统PI控制器参数整定繁琐、系统鲁棒性差的缺点,仿真结果验证了该系统设计方案的优越性。最后在永磁同步电机建模仿真的基础上,根据永磁同步电机控制器的设计要求及FPGA的特点,提出永磁同步电机控制器的的设计方案。按照FPGA模块化设计思想,将整个系统进行了合理的划分,分别对SVPWM、Park变换、SMC、反馈速度测量等重要模块的FPGA硬件实现算法进行了深入的研究。各模块在Modelsim平台上完成功能仿真后并下载到Spartan-3E开发板上完成硬件验证,验证结果表明:永磁同步电机在低速和高速时都能稳定运行,从而证实了本设计方案的可行性。
上传时间: 2013-04-24
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雷达截获接收机、反辐射导弹等电子设备的使用对军用雷达的生存构成了严重威胁。因此,雷达必须避免被敌方电子设备截获和干扰。这种形式下噪声雷达应运而生,其中一种很成熟的便是噪声调频雷达。上世纪八十年代,我们课题组成功研制了噪声调频雷达原理样机。虽然该雷达具有十分优异的LPI性能,但是限于当时的电子技术水平,该雷达采用模拟器件实现,使得雷达的体积较大、工作稳定性受外界环境影响大,在小型化、高精度的应用领域受到诸多限制。FPGA是上世纪八十年代发展起来的数字技术,具有体积小、精度高、稳定性好和速度快等特点。 本文在噪声雷达课题组研究的基础上,设计实现噪声调频雷达信号处理系统。内容安排如下:第一章介绍噪声雷达的研究背景和发展前景;第二章介绍噪声调频雷达的原理,证明混频器输出信号各态历经性;第三章介绍FPGA开发软硬件环境;第四章详细阐述基于FPGA技术的噪声调频雷达信号处理系统设计和系统中关键模块的设计实现;第五章对设计的FPGA信号处理系统进行仿真和验证。最后,第六章对全文进行总结,指出了设计中的不足和须改进的地方。
上传时间: 2013-05-21
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卫星导航定位系统可以为公路、铁路、空中和海上的交通运输工具提供导航定位服务。它能够军民两用,战略作用与商业利益并举。只要持有便携式接收机,则无论身处陆地、海上还是空中,都能收到卫星发出的特定信号。接收机选取至少四颗卫星发出的信号进行分析,就能确定接收机持有者的位置。 GPS导航定位接收机的理论基础即是扩频通信理论,扩频通信技术与常规的通信技术相比,具有低截获率,强抗噪声,抗干扰性,具有信息隐蔽和多址通信等特点,目前己从军事领域向民用领域迅速发展,成为进入信息时代的高新技术通信传输方式之一。扩频通信技术中,最常见的是直接序列扩频通信(DSSS)系统,本文所研究的就是这一类系统。 目前在卫星信号的捕获上一般使用两种方法:顺序捕获方法(时域法,基于大规模并行相关器)和并行捕获方法(频域法,基于FFT)。本文在第二章分别分析了现有顺序捕获和并行捕获技术的原理,并给出了它们的优缺点。 本文第三章对长码的直接捕获进行了深入的研究,基于对国内外相关文献中长码直捕方法的分析与对比,并且结合在实际过程中硬件资源需求的考虑,应用了基于分段补零循环相关和FFT搜索频偏的直捕方法。此方法大大减少了计算量,加快了信号捕获的速度。本方法利用FFT实现接收信号与本地长码的并行相关,同时完成频偏的搜索,将传统的二维搜索转换为并行的一维搜索,从而能快速实现长码捕获。 GPS信号十分微弱,灵敏度低,在战场环境下,GPS接收机会面临各种人为的干扰。如何从复杂的干扰信号中实现对GPS信号的捕获,即抗干扰技术的研究,是GPS也是本文研究一个的方面。第四章即研究了GPS接收机干扰抑制算法,在强干扰环境下,需要借助信号处理技术在不增加信号带宽的条件下提高系统的抗干扰能力,以保证后续捕获跟踪模块有充足的处理增益。 本文在第五章给出了GPS接收机长码捕获以及干扰抑制的FPGA实现方案,并对各主要子模块进行了详细地分析。基本型接收机中长码捕获采用频域方法,选用Altera StratixⅡ EP2S180芯片实现;抗干扰型接收机中选用Xilinx xc4vlx100芯片。实现了各模块的单独测试和整个系统的联调,通过联调验证,本文提出的长码直接捕获方法正确、可行。 本文提出的长码直捕方法可以在不需要C/A码辅助捕获下完成对长码的直接捕获,可以应用于GPS接收机,监测站接收机的同步等,对我国自主研发导航定位接收机也有重大的现实及经济意义。
上传时间: 2013-06-18
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宽带无线通信的持续高速的需求增长刺激了新的通信技术的不断产生,而这些技术的发展,很大程度上都来自于不同技术的互相补充与融合,这也成为新标准的源泉。正交频分复用(OFDM)技术在提供高效的频谱利用率以及良好的抗多径性能的同时,通过多输入输出(MIMO)技术来进一步增加信道容量,在不增加信号带宽的基础上取得更高的传输速率和更好的传输质量。因此MIMO-OFDM技术近年来在成为研究热点的同时,已被认为是下一带移动通信和网络接入标准中的核心技术。 本文主要对MIMO-OFDM系统物理层的关键技术进行了研究,并主要对系统的同步和信道估计算法进行了深入的分析,并提出了一些改进。最后进行了MIMO-OFDM基带系统基于FPGA的物理层设计,对其中一些关键模块的设计,比如信道估计和空时译码模块进行了详细的讨论。 第一章绪论部分首先结合宽带无线通信技术发展的历史就MIMO-OFDM技术产生发展的背景进行了分析,指出了MIMO-OFDM研究与发展方向,最后总结了本文的工作目标和基本要求。 第二章主要是推导分析了MIMO-OFDM系统的基本原理,先分别从OFDM技术和MIMO技术两方面概括性的介绍了其理论以及技术特点,最后对MIMO与OFDM结合的关键技术进行了讨论。 第三章是对MIMO-OFDM同步算法的研究,主要针对基于训练序列的同步算法进行了深入讨论,关注点是训练序列的设计。针对原有的一些算法进行了总结与比较,并主要对基于频域设计的训练序列符号同步算法做出了改进。 第四章首先从基于导频的信道估计算法推导开始,关注点放在MIMO-OFDM系统下的自适应信道估计算法研究。文章将原有的一些OFDM自适应信道估计算法扩展到MIMO领域,结合基于共轭梯度的自适应算法并做出了一些改进。 第五章节是本文的硬件设计部分,文章基于一个2发2收MIMO-OFDM系统进行了基带数字处理部分的FPGA设计工作,根据设计要求实现了发送端和接收端数据处理的基本功能,为完善的和更高性能的MIMO-OFDM系统实现奠定了基础。
上传时间: 2013-06-26
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同步技术在许多通讯系统中都是至关重要的,而WCDMA作为第三代移动通信的标准之一,对其同步算法进行研究是非常必要的。FPGA在许多硬件实现中充当了很重要的角色,所以研究如何在FPGA上实现同步算法是非常具有实际意义的。 本文讨论了三步小区搜索的算法,仿真了其性能,并且对如何进行算法的FPGA移植展开了深入的讨论。 本文对三步小区搜索的算法按照算法计算量和运算速度的标准分别进行了比较和讨论,并以节省资源和运行稳定为前提进行了FPGA移植。最终在主同步中提出了改进型的PSC匹配滤波器算法,在FPGA上提出了采用指针型双口RAM的实现方式;在辅同步中提出了改进型PFHT算法并采用查表遍历算法判决,在FPGA上提出了用综合型逻辑方式来实现;在导频同步中采用了移位寄存器式扰码生成算法,并引入了计分制判决算法。 与以往的WCDMA同步的FPGA实现相比,本文提出的实现方案巧妙地利用了FPGA的并行运算结构,在XILINX的V4芯片上只用了500个slice就完成了整个小区搜索,最大限度地节省了资源,为小区搜索在FPGA中的模块小型化提供了途径。
上传时间: 2013-08-05
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本课题深入分析了GPS软件接收机基于FFT并行捕获算法并详细阐述了其FPGA的实现。相比于其它的捕获方案,该方案更好地满足了信号处理实时性的要求。 论文的主体部分首先简单分析了扩频通信系统的基本原理,介绍了GPS系统的组成,详细阐述了GPS信号的特点,并根据GPS信号的组成特点介绍了接收机的体系结构。其次,通过对GPS接收机信号捕获方案的深入研究,确定了捕获速度快且实现复杂度不是很高的基于FFT的并行捕获方案,并对该方案提出了几点改进的措施,根据前面的分析,提出了系统的实现方案,利用MATLAB对该系统进行仿真,仿真的结果充分的验证了方案的可行性。接着,对于捕获环节中的核心部分—FFT处理器,设计中没有采用ALTERA提供的IP核,独立设计实现了基于FPGA的FFT处理器,并通过对一组数据在MATLAB中运算得到结果和FPGA输出结果相对比,可以验证该FFT处理器的正确性。再次重点分析了GPS接收机并行捕获部分的FPGA具体实现,通过捕获的FPGA时序仿真波形,证明了该系统已经能成功地捕获到GPS信号。最后,对全文整个研究工作进行总结,并指出以后继续研究的方向。 本课题虽然是对于GPS接收机的研究,但其原理与GALILEO、北斗等导航系统的接收机相近,因此该课题的研究对我国卫星导航事业的发展起到了积极的推动作用。
上传时间: 2013-08-06
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