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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在實際工作現場,常常需要在一個非常惡劣的環境中進行通話,隨著CAN總線在工業生產的應用越來越廣泛,想到了把CAN總線應用于電話通信上來.CAN總線具有極高的總線利用率,這有可能使得我們只需要用兩根CAN總線,就可以把需要通話的節點電話連接起來,從而實現語音通信. 本文主要論述了基于CAN總線的多節點語音通信系統設計.該系統使用MC14LC5480作為語音采集編解碼器,AT90CAN128作為處理器,使用處理器自帶的CAN模塊實現多個CAN節點間的通信,最終達到實現多節點間語音通信的功能. 本文的前半部分介紹了CAN總線技術和語音信號的數字處理技術,評價了用CAN總線傳輸語音信號的優點.本文后半部分詳細介紹了該系統的硬件結構和軟件設計,通過分析系統所涉及的芯片對該系統的各個功能模塊做了詳細的說明,包括語音編解碼電路,語音數字信號處理電路,CAN總線傳輸電路等.通過該系統,能夠實現在實驗室條件下多個CAN節點間的語音通信.
上傳時間: 2013-04-24
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AVR-51多功能實驗開發板電原理圖。詳細圖解,作板子更簡單
上傳時間: 2013-04-24
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電壓空間矢量脈沖寬度調制技術是一種性能優越、易于數字化實現的脈沖寬度調制方案。在常規SVPWM算法中,判定等效電壓空間矢量所處扇區位置時需要進行坐標旋轉和反正切三角函數的運算,計算特定電壓空間矢量作用時間時需要進行正弦、余弦三角函數的運算以及過飽和情況下的歸一化處理過程,同時,在整個SVPWM算法中還包含了無理數的運算,這些復雜計算不可避免地會產生大量計算誤差,對高精度實時控制產生不可忽視的影響,而且這些復雜運算的計算量大,對系統的處理速度要求高,程序設計復雜,系統運行時間長,占用系統資源多。因此,從工程實際應用的角度出發,需要對常規SVPWM算法進行優化設計。 本文提出的優化SVPWM算法,只需進行普通的四則運算,計算非常簡單,克服了上述常規SVPWM算法中的缺點,同時,采用交叉分配零電壓空間矢量,并將零電壓空間矢量的切換點置于各扇區中點的方法,達到降低三相橋式逆變電路中開關器件開關損耗的目的。SVPWM算法要求高速的數據處理能力,傳統的MCU、DSP都難以滿足其要求,而具有高速數據處理能力的FPGA/CPLD則可以很好的實現SVPWM的控制功能,在實時性、靈活性等方面有著MCU、DSP無法比擬的優越性。本文利用MATLAB/Simulink軟件對優化的SVPWM系統原型進行建模和仿真,當仿真效果達到SVPWM系統控制要求后,在XilinxISE環境下采用硬件描述語言設計輸入方法與原理圖設計輸入方法相結合的混合設計輸入方法進行FPGA/CPLD的電路設計與輸入,建立相同功能的SVPWM系統模型,然后利用ISESimulator(VHDL/Verilog)仿真器進行功能仿真和性能分析,驗證了本文提出的SVPWM優化設計方案的可行性和有效性。
上傳時間: 2013-07-30
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隨著通信技術的發展,視頻傳輸系統因具有方便、實時、準確等特點已成為現代工業管理、安全防范、城市交通中必不可少的重要部分。而光纖傳輸以大容量、保密性能好、抗干擾能力強、傳輸距離等優點越來越受人們的關注。本論文以FPGA為核心芯片,結合數字化技術和時分復用技術,提出了一種無壓縮多路數字視頻光纖傳輸系統設計方案,并詳細分析方案的設計過程。 系統分A/D轉換、D/A轉換和FPGA數據處理三大模塊化進行設計,FPGA數據處理模塊實現了程序的配置下載、IO口的控制功能、各時鐘分頻、鎖相功能和多路數字信號的復接解復接仿真,同時完成了視頻信號的A/D轉換和數字視頻信號的D/A轉換功能,最終實現了八路視頻信號在一根光纖上實時傳輸的功能。接收視頻圖像輪廓清晰、沒有不規則的閃爍、沒有波浪狀等條紋或橫條出現,基本滿足視頻監控系統的圖像質量指標要求。各路視頻信號的輸入輸出電接口、阻抗和收發光接口均符合國家標準,系統具高集成度、靈活性等特點,能廣泛應用于各場合的視頻監控系統和安全防范系統中。 關鍵詞:FPGA,光纖傳輸,視頻信號
上傳時間: 2013-06-05
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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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電力電子裝置的控制技術隨著電力電子技術的發展而愈來愈復雜。開關電源是現代電力電子設備中不可或缺的組成部分,其質量的優劣以及體積的大小直接影響電子設備整體性能。高頻化、小型化、數字化是開關電源的發展方向。 在應用數字技術進行控制系統設計時,數字控制器的性能決定了控制系統的整體性能。數字化電力電子設備中的控制部分多以MCU/DSP為核心,以軟件實現離散域的運算及控制。在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器(高性能單片機或DSP)的速度往往不能完全滿足要求。FPGA具有設計靈活、集成度高、速度快、設計周期短等優點,與單片機和DSP相比,FPGA具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數字化電力電子設備中,還可以大大簡化控制系統結構,并可實現多種高速算法,具有較高的性價比。 依據FPGA的這些突出優點,本文將FPGA應用于直流開關電源控制器設計中,以實現開關電源數字化和高頻化的要求。主要研究工作如下: 介紹了基于FPGA的DC/DC數字控制器中A/D采樣控制、數字PI算法的實現;重點描述了采用混合PWM方法實現高分辨率、高精度數字PWM的設計方案,并對各模塊進行了仿真測試;用FPGA開發板進行了一部分系統的仿真和實際結果的檢測,驗證了文中的分析結論,證實了可編程邏輯器件在直流開關電源控制器設計中的應用優勢。
上傳時間: 2013-07-23
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擴頻通信技術因為具有較強的抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落能力、較好的保密性、較強的多址能力和高精度測量等優點,在軍事抗干擾和個人通信業務中得到了很大的發展。尤其是基于擴頻理論的CDMA通信技術成為國際電聯規定的第三代移動通信系統的主要標準化建議后,標志著擴頻通信技術在民用通信領域的應用進入了新階段。 近年來,隨著微電子技術和電子設計自動化(EDA)技術的迅速發展,以FPGA和CPLD為代表的可編程邏輯器件憑借其設計方便靈活等特點廣泛應用于數字信號處理領域。 本論文正是采用基于FPGA硬件平臺來實現了一個直接序列擴頻通信基帶系統,該系統的實現涉及擴頻通信和有關FPGA的相關知識,以及實現這些模塊的VHDL硬件描述語言和QuartusⅡ開發平臺,目標是實現一個集成度高、靈活性強、并具有較強的數據處理能力的擴頻通信基帶系統。 本論文中首先對擴頻通信的基礎理論做了探討,著重對直序擴頻的理論進行了分析;其次根據理論分析,設計了全數字直接序列擴頻基帶系統的結構,完成了擴頻序列的產生、信息碼的輸入和擴頻。重點完成了對基帶擴頻信號的相關解擴和幾種同步捕獲電路的設計,將多種專用芯片的功能集成在一片大規模FPGA芯片上。在論文中列出了部分模塊的VHDL程序,并在QuartusⅡ仿真平臺上完成各部分模塊的功能仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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作為性能優異的糾錯編碼,Turbo碼自誕生以來就一直受到理論界以及工程應用界的關注。TD—SCDMA是我國擁有自主知識產權的3G通信標準,該標準把Turbo碼是作為前向糾錯體制,但Turbo碼的譯碼算法比較復雜并且需要多次迭代,這造成Turbo碼譯碼延時大,譯碼速度慢,因此限制了Turbo碼的實際應用。因此有必要研究如何將現有的Turbo碼譯碼算法進行簡化,加速,使其轉化成為適合在硬件上實現的算法,將實驗室的理論研究成果轉化成為硬件產品。 論文主要的研究內容有以下兩點: 其一,提出信道自適應迭代譯碼方案。在事先設定最大迭代次數的情況下,自適應Turbo碼譯碼算法能夠根據信道的變化自動調整迭代次數。 仿真結果表明:該自適應迭代譯碼方案能夠根據信道的變化自動調整迭代次數,在保證譯碼性能基本上沒有損失的情況下,有效減少譯碼時間,明顯提高譯碼速度。 其二,根據得到的信道自適應迭代譯碼方案,借助Xilinx公司Spartan3 FPGA硬件平臺,使用Verilog硬件描述語言,將用C/C++語言寫成的信道自適應迭代譯碼算法轉化成為硬件設計實現,得到硬件電路,并對得到的譯碼器硬件電路進行測試。 測試結果表明:隨著信道的變化,硬件電路的譯碼速度也隨之自動變化,信噪比越高譯碼速度越快,并且硬件譯碼器性能(誤比特率)與實驗仿真基本一致。
上傳時間: 2013-05-31
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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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