针对现代中低压电网电能质量的监测及谐波治理的需要,论文综合运用嵌入式技术、现代信号处理技术、虚拟仪器技术设计了一种新型低功耗、集成化的电网参数监测仪。此系统实现了对三相电网相/线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、电网频率、功率因数以及三相电压、电流的31次以内谐波的实时监测。 论文分析了基于微处理器的电力系统基本参数的测量原理;对被测信号的交流参量通过抽样方法获得,由多点的抽样数据统计得到的结果可以减小随机误差的影响;基于DFT和FFT的谐波测量原理,将FFT应用于谐波分析获得信号的频域参数;针对谐波测量中的混叠误差设计了二阶抗混叠滤波器;分析了非同步采样和对非时限信号的截断造成的频谱泄露和栅栏效应及其对谐波测量精度的影响。讨论了常用的几种窗函数对频谱泄漏的抑制作用,在此基础上选择加海明窗对采样信号进行处理;针对DDS具有高精度频率合成的特点,将其应用到电网信号的采样上,提高了采样的同步性,使得测量精度满足了系统的要求。上述方法需要大量快速的迭代运算,系统微处理器选用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系统的数据处理能力和实时性。系统供电电源采用了开关电源、减小了体积,提高了效率;完成了下位机数据采集部分、二阶抗混叠滤波器、测频电路及通信模块电路的设计;最后介绍了软件设计部分,主要包含了数据采集的实现过程,FFT程序的设计,给出了各部分程序的流程图;系统上位机软件设计了电网数据处理程序,该软件以LabWindows/CVI6.0为开发平台,利用CVI丰富的库函数,完成对数据的处理、显示和记录等工作,并采用双线程运行模式,在数据采集和处理的同时完成了显示、命令的发送和运行曲线等功能。 按上述方案设计的样机经过三次电路制作与软件调试,主要技术参数达到了设计要求,通过了实验室测试,目前正在电力系统谐波治理系统中进行工业实验。
上传时间: 2013-04-24
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该文利用FPGA技术,设计了全概率宽带数字接收机的实验平台,并在其上提出了数字接收机实现的可行性方法,以及对这些方法的验证.该文的主要贡献和创新有以下几个方面.提出了并行结构算法的工程实现,讨论了解决前端采样的高速数据流远远超过后端DSP处理能力问题的可行性方法.利用多相滤波下变频的并行结构特点,使滤波器能够以高效的形式实现,也使得后端的混频能够工作在一个较低的速率上.经过多相滤波下变频处理后的数据,在速率和数量上都有大幅减少,达到了现有通用DSP器件的处理能力的要求.针对多相滤波下变频与短数据快速测频算法的特点,用FPGA搭建了其实验模型,并利用微机EPP接口,对实验目标板进行控制并与其进行数据交换.利用FPGA的在线编程特性,可以方便灵活对各种实现方法加以验证、比较.同时也给调试带来了方便,可以每个模块单独调试而不用改变硬件结构,使调试效率大大提高.该平台也可用来对其他数字处理算法进行实现性分析与实验.参考软件无线电设计的概念和国内外相关文献,提出了多项滤波下变频结构的FPGA实现.传统的DDC通过数字混频、滤波、抽取实现数字下变频,在高速A/D和电子侦察环境条件下商用DDC不能使用.该文采用滤波器多相分解方法,按数字混频序列划分调谐信道,使用先抽取,后低通滤波,再混频的数字下变频结构,高效实现了变载频带通信号数字下变频.结合多相滤波下变频结构、算法对测频精度及速度的要求,提出了短数据快速测频算法的具体实现,使用流水线的设计方法,提高了系统的数据吞吐率,在尽可能短的时间内提供多相滤波下变频所需的载频位置信息.以上两部分的FPGA实现除了纯粹的算法模块外,还包括测试用的外围模块,以及运行于实验平台上的控制模块、缓存、数据控制等.这些模块也用FPGA来实现.
上传时间: 2013-06-22
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差分跳频(DFH)是集跳频图案、信息调制与解调于一体,是一个全面基于数字信号处理的全新概念的通信系统,其技术体制和原理与常规跳频完全不同,较好地解决了数据速率和跟踪干扰等问题,代表了当前短波通信的一个重要发展方向。美国Sanders公司推出了名为CHESS的新型短波跳频通信系统,并获得了成功,但我国对该体制和技术的研究还处于初始阶段,目前还不太成熟,离实际应用还有一段距离。 本文主要基于FPGA芯片的基础上对差分跳频进行了研究,用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题,而且其灵活的可配置特性,使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、测试及硬件升级。而且设计中尽量采用软件无线电体系结构,减少模拟环节,把数字化处理尽量靠近天线,从而建立一个通用、标准、模块化的硬件平台,用软件编程来实现差分跳频的各种功能,从基于硬件的设计方法中解放出来。 本文首先介绍了课题背景及研究的意义,阐述了目前差分跳频中频率合成跟频率识别的实现方案。在频率合成中,着重对DDS的相位截断误差及幅度量化误差进行仿真,找出基于FPGA实现的最佳参数及改善方法。在频率识别中,基于Xilinx公司提供FFT IP核,接收端中的位同步,频率识别均在FFT的理论上进行设计。最后根据设计方案制作基于FPGA的电路板。 设计中跳频图案、直接数字频率合成器、频率识别、位同步、跳频图案恢复、线性调频z变换等模块均采用Verilog和VHDL两种通用硬件描述语言进行设计,以便能够在所有厂家的FPGA芯片中移植。
上传时间: 2013-07-22
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在电子技术中,频率是最基本的参数之一,又与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速,以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。在本次毕业设计中我们选择使用单片机来制作数字频率计,并在实际制作中采用了直接测频法。利用延时产生的时基门控信号来控制闸门,通过在单位时间内计数器记录下的脉冲个数计算出输入信号的频率,最终送入LCD中显示。这样制作出来的频率计不仅可以满足设计题目的参数要
上传时间: 2013-08-09
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针对模拟型频率/电流变送器在低频段存在精度差、响应速度慢的问题,提出了一种基于AT89S52单片机的频率/电流变送器设计方案,并完成了系统的软硬件设计。该系统主要由M/T法测频电路、D/A转换器、V/I转换电路、RS232通讯接口组成,能够对频率进行高精度测量,并将其转换成4-20 mA标准信号。实验证明,所设计的系统运行稳定,人机对话方便,在整个测量频段,系统响应快、精度高、无纹波,达到了设计要求。
上传时间: 2013-10-13
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该系统由单片机89S52控制模块,程控宽带放大模块,整形模块,FPGA内频率、相位差测量模块等构成,采用等精度测频法测出频率和周期,可测量有效值为0.01~5V,频率范围1Hz~20MHz信号的频率、周期信号,精度高达10-6。采用计数法测量相位差,该系统可测量有效值0.5~5V,频率10Hz~100kHz信号的相位差,精度为1°。系统功能由按键控制,测量结果实时显示,人机界面友好。 Abstract: The system consists of the following functional blocks:89S52microcontroller controlling module,programmable amplifier module,comparator module,frequency and phase difference testing module in the FPGA.The system use the equal accuracy frequency-examining technique it measures frequency and circle of signal which its ranges is from1Hz to20MHz and the amplitude of which its range is from0.01Vrms to5Vrms,precision is up to10-6.Using of count method,the system detects the phase difference of signal,the amplitude of whic its range is from0.5Vrms to5Vrms and the frequency of which its ranges is from10Hz to100kHz,precision is up to1°,The system functions is controlled by certain keys,measurement results are displayed in real-time and it is friendly interface.
上传时间: 2013-11-04
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由于直接计数测频法只是简单地记下单位时间内信号的重复次数,其计数数值会有±1个计数误差。为提高精度,系统运用等精度频率测试技术,采用FPGA作为计数器,利用单片机来进行数据处理,将处理好的数据送到用8片LED组成的显示器中进行显示,解决了±1个误差的问题。基于FPGA与单片机混合系统,实现了测频过程的高精度、数字化、自动化和智能化,对被测频率信号可从低频到高频连续测量。整个系统结构简单、使用方便,具有较高的实用及推广价值。
上传时间: 2013-11-21
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基于TMS320F2812的数字频率计摘 要:采用多周期测量原理,即用标准频率信号填充整数个周期的被测信号,从而消除了被测信号±1的计数误差,其测量精度仅与门控时间和标准频率有关,克服传统的直接测频或者直接测周法均不能全面满足高精度要求的缺陷。选用TMS320F2812型号的DSP芯片作为核心处理单元,结合其高精时钟和快速运算的优点,利用其内部的事件管理器:捕获单元,定时/计数单元,比较单元,脉宽调制电路PWM,实现高精度的频率测量,并实现了脉宽和占空比的测量。关键词:高精度频率测量; 脉宽; 占空比; 多周期测量原理; 数字信号处理器
上传时间: 2014-10-14
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文中首先介绍了雷达测距的两种常用方法,通过分析,调频连续波(FMCW)雷达更具有优势,然后阐述了调频连续波(FMCW)雷达测距系统的基本组成原理,再后本文论述了测频中最常用的FFT算法。接着分析研究了由此衍生出的距离谱,根据距离谱本文重点论述了其估计算法,说明了距离谱最大采样点法的问题,提出距离谱最大值二分估值法,又经过进一步改进得到距离谱最大值的拟合法。通过计算机仿真的结果确定距离谱最大值的拟合法提高了测距的精度。
上传时间: 2013-11-20
上传用户:zhangzhenyu
crc任意位生成多项式 任意位运算 自适应算法 循环冗余校验码(CRC,Cyclic Redundancy Code)是采用多项式的 编码方式,这种方法把要发送的数据看成是一个多项式的系数 ,数据为bn-1bn-2…b1b0 (其中为0或1),则其对应的多项式为: bn-1Xn-1+bn-2Xn-2+…+b1X+b0 例如:数据“10010101”可以写为多项式 X7+X4+X2+1。 循环冗余校验CRC 循环冗余校验方法的原理如下: (1) 设要发送的数据对应的多项式为P(x)。 (2) 发送方和接收方约定一个生成多项式G(x),设该生成多项式 的最高次幂为r。 (3) 在数据块的末尾添加r个0,则其相对应的多项式为M(x)=XrP(x) 。(左移r位) (4) 用M(x)除以G(x),获得商Q(x)和余式R(x),则 M(x)=Q(x) ×G(x)+R(x)。 (5) 令T(x)=M(x)+R(x),采用模2运算,T(x)所对应的数据是在原数 据块的末尾加上余式所对应的数据得到的。 (6) 发送T(x)所对应的数据。 (7) 设接收端接收到的数据对应的多项式为T’(x),将T’(x)除以G(x) ,若余式为0,则认为没有错误,否则认为有错。
上传时间: 2014-11-28
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