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新和创

  • 基于DSP和FPGA的数字化开关电源

    文章开篇提出了开发背景。认为现在所广泛应用的开关电源都是基于传统的分立元件组成的。它的特点是频率范围窄、电力小、功能少、器件多、成本较高、精度低,对不同的客户要求来“量身定做”不同的产品,同时几乎没有通用性和可移植性。在电子技术飞速发展的今天,这种传统的模拟开关电源已经很难跟上时代的发展步伐。 随着DSP、ASIC等电子器件的小型化、高速化,开关电源的控制部分正在向数字化方向发展。由于数字化,使开关电源的控制部分的智能化、零件的共通化、电源的动作状态的远距离监测成为了可能,同时由于它的智能化、零件的共通化使得它能够灵活地应对不同客户的需求,这就降低了开发周期和成本。依靠现代数字化控制和数字信号处理新技术,数字化开关电源有着广阔的发展空间。 在数字化领域的今天,最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域。近年来,数字电源的研究势头与日俱增,成果也越来越多。虽然目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%以上,但都是传统的比较低端的模拟电源。高端市场上几乎没有我们份额。 本论文研究的主要内容是在传统开关电源模拟调节器的基础上,提出了一种新的数字化调节器方案,即基于DSP和FPGA的数字化PID调节器。论文对系统方案和电路进行了较为具体的设计,并通过测试取得了预期结果。测试证明该方案能够适合本行业时代发展的步伐,使系统电路更简单,精度更高,通用性更强。同时该方案也可用于相关领域。 本文首先分析了国内外开关电源发展的现状,以及研究数字化开关电源的意义。然后提出了数字化开关电源的总体设计框图和实现方案,并与传统的开关电源做了较为详细的比较。本论文的设计方案是采用DSP技术和FPGA技术来做数字化PID调节,通过数字化PID算法产生PWM波来控制斩波器,控制主回路。从而取代传统的模拟PID调节器,使电路更简单,精度更高,通用性更强。传统的模拟开关电源是将电流电压反馈信号做PID调节后--分立元器件构成,采用专用脉宽调制芯片实现PWM控制。电流反馈信号来自主回路的电流取样,电压反馈信号来自主回路的电压采样。再将这两个信号分别送至电流调节器和电压调节器的反相输入端,用来实现闭环控制。同时用来保证系统的稳定性及实现系统的过流过压保护、电流和电压值的显示。电压、电流的给定信号则由单片机或电位器提供。再次,文章对各个模块从理论和实际的上都做了仔细的分析和设计,并给出了具体的电路图,同时写出了软件流程图以及设计中应该注意的地方。整个系统由DSP板和ADC板组成。DSP板完成PWM生成、PID运算、环境开关量检测、环境开关量生成以及本地控制。ADC板主要完成前馈电压信号采集、负载电压信号采集、负载电流信号采集、以及对信号的一阶数字低通滤波。由于整个系统是闭环控制系统,要求采样速率相当高。本系统采用FPGA来控制ADC,这样就避免了高速采样占用系统资源的问题,减轻了DSP的负担。DSP可以将读到的ADC信号做PID调节,从而产生PWM波来控制逆变桥的开关速率,从而达到闭环控制的目的。 最后,对数字化开关电源和模拟开关电源做了对比测试,得出了预期结论。同时也提出了一些需要改进的地方,认为该方案在其他相关行业中可以广泛地应用。模拟控制电路因为使用许多零件而需要很大空间,这些零件的参数值还会随着使用时间、温度和其它环境条件的改变而变动并对系统稳定性和响应能力造成负面影响。数字电源则刚好相反,同时数字控制还能让硬件频繁重复使用、加快上市时间以及减少开发成本与风险。在当前对产品要求体积小、智能化、共通化、精度高和稳定度好等前提条件下,数字化开关电源有着广阔的发展空间。本系统来基本上达到了设计要求。能够满足较高精度的设计要求。但对于高精度数字化电源,系统还有值得改进的地方,比如改进主控器,提高参考电压的精度,提高采样器件的精度等,都可以提高系统的精度。 本系统涉及电子、通信和测控等技术领域,将数字PID算法与电力电子技术、通信技术等有机地结合了起来。本系统的设计方案不仅可以用在电源控制器上,只要是相关的领域都可以采用。

    标签: FPGA DSP 数字化 开关电源

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:498732662

  • 视频图像采集和预处理系统的FPGA实现

    本文研究的视频处理系统是上海市科委技术攻关基金项目“计算机视觉及其芯片化实现”的一部分,主要完成计算机视觉系统的一些基本工作,即视频图像的采集、预处理和显示等。 视频图像采集和预处理系统以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA为核心控制器件,结合视频模数转换芯片和VGA显示器,完成视频图像的实时采集、预处理和显示。采集和显示部分作为同外界交流信息的渠道,是构成计算机视觉系统必不可少的一部分;图像预处理则是计算机视觉系统进行高层处理的基础,优秀的预处理算法能有效改善图像质量,提高系统分析判断的准确性。 本文在介绍基于FPGA的视频采集、预处理系统整体架构的基础上,围绕以下四个方面展开了工作: 1.研究并给出了两种基于FPGA的设计方案用于实现YCrCb色度空间到RGB色度空间的转换; 2.针对采集的视频图像,根据VGA显示的要求,给出了一种实现图像去隔行的方案; 3.分析了一系列图像滤波的预处理算法,如均值滤波、中值滤波和自适应滤波等,在比较和总结各算法特点的基础上,提出了一种新的适用于处理混合噪声的滤波算法:混合自适应滤波法; 4.根据算法特点设计了多种采用FPGA实现的图像滤波算法,并对硬件算法进行RTL级的功能仿真和验证,还给出了各种滤波算法的实验结果,在此基础上对各种算法的效果进行直观的比较。 文中,预处理算法的实现充分利用了FPGA的片内资源,体现了FPGA在图像处理方面的特点及优势。同时,视频采集和显示的控制模块也由同一FPGA芯片实现,从而简化了系统整体结构。视频采集和预处理系统在FPGA上的成功实现为“计算机视觉及其芯片化实现”奠定了必要的基础、提供了一定理论依据。

    标签: FPGA 视频图像 采集

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:我好难过

  • FPGA布局算法研究和软件实现

    FPGA布局算法和软件位于工艺映射和布线之间,是一个承上启下的阶段,对最终的布通率和时序都有着重要的影响。 本论文的工作之一便是研究旨在提高布通率的布局算法。在研究了国内外装箱和布局算法的基础上,本文提出了一种新的结合了装箱的布局算法框架,并称之为"低温交替改善的"布局算法。其基本思想是,在模拟退火的低温阶段交替的优化装箱和布局。本文给了基于学术界标准布局布线软件VPR的一个软件实现,并且提出了低温的判定条件以及一种新的选择待交换逻辑单元的方法。采用三种不同的装箱算法作为布局输入,基于VPR的低温交替改善的布局算法实现,在布通率上,比VPR分别提高了21.3%、15.5%、10.7%。而带来的平均额外时间开销不到20%。 FPGA布局软件实现对整个FPGA CAD流程的运行效率,算法的可扩展性也有着不可忽视的影响。现代FPGA有着多样而复杂的逻辑和布线资源。而学术界的布局软件'VPR所面向的FPGA却只能处理十分简单的FPGA结构,对于宏、总线、多时钟等实际应用中很重要的部分都没有考虑。本文提出了"逻辑单元层"的概念,用具有特定几何结构的逻辑单元层来统一处理多种类型的逻辑资源。针对相对位置约束在现代FPGA布局软件中的重要地位,我们提出了一种处理相对位置约束的方法。这些讨论均已经在面向Xilinx SpartanⅡ芯片布局的原型系统中得到了实现,初步证实了这些方法的可扩展性和实用性。

    标签: FPGA 布局 算法研究 软件实现

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:ezgame

  • 用8253和L6203实现直流电机PWM调速控制

    ·摘 要:为了实现对直流电机转速的控制,采用了PWM脉宽调制的电机控制思想,在PWM信号的产生上,设计了一种由8253(可编程定时/计数器)的工作方式2来产生脉宽调制信号的新方法,此脉冲信号的占空比可以通过软件编程的方法来调节,占空比的调节范围可达到1/65536—65535/65536;针对直流电机方向控制的问题,采用了L6203全桥驱动芯片,通过PWM信号和L6203芯片共同实现对直流电机转速及

    标签: L6203 8253 PWM 直流电机

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:四只眼

  • 《电机噪声的分析和控制》

    ·内容简介:   本书介绍了各种电机噪声和振动产生的机理及其控制方法,阐述了低噪声、低振动电机的设计方法以及电机噪声和振动的测试与分析技术。本书包含了近几年来作者的不少研究成果和国内外在电机噪声控制技术方面的新经验,有其独到之处。  本书不仅可以作为高等院校、大学专科等有关专业的教科书或教学参考书,亦适用于从事电机i、家用电器设计制造、试验研究、运行维修和环境保护等工程技术人员参考。&nb

    标签: 电机 控制

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:jogger_ding

  • 以ARM微处理器和FPGA 芯片为核心设计了嵌入式CCD 采集系统

    提出了基于嵌入式技术CCD 采集系统的新方法,并以ARM微处理器和FPGA 芯片为核心设计了嵌入式CCD 采集系统,解决了传统采集方法中系统过于庞大和复杂的问题,具有结构简单、小型化和智能化的特点。试验结果表明,该系统实现了CCD 输出图像的高速采集和实时显示,数据采集速率达到5 MHz。

    标签: FPGA ARM CCD 微处理器

    上传时间: 2013-08-15

    上传用户:baitouyu

  • 一种新的ISM频段低噪声放大器设计方法

    为解决ISM频段低噪声放大器降低失配与减小噪声之间的矛盾,提出了一种改善放大器性能的设计方法.分析了单项参数的变化规律,提出了提高综合性能的方法,给出了放大器封装模型的电路结构.对射频放大器SP模型和封装模型进行仿真.仿真结果表明,输入和输出匹配网络对放大器的性能有影响,所提出的设计方法能有效分配性能指标,为改善ISM频段低噪声放大器的性能提出了一种新的途径

    标签: ISM 频段 低噪声放大器 设计方法

    上传时间: 2013-11-10

    上传用户:909000580

  • Altium Designer新特性介绍

    Altium Designer 旨在帮助设计人员设计新一代智能、可互连的电子产品。为了实现上述目标,它统一了传统设计领域中的设计工作,提高了设计人员工作的抽象水平,为所有电子产品的核心部分,即器件智能化的设计和部署,提供了完整的解决方案。

    标签: Designer Altium 新特性

    上传时间: 2013-10-13

    上传用户:kxyw404582151

  • 高性能覆铜板的发展趋势及对环氧树脂性能的新需求

    讨论、研究高性能覆铜板对它所用的环氧树脂的性能要求,应是立足整个产业链的角度去观察、分析。特别应从HDI多层板发展对高性能CCL有哪些主要性能需求上着手研究。HDI多层板有哪些发展特点,它的发展趋势如何——这都是我们所要研究的高性能CCL发展趋势和重点的基本依据。而HDI多层板的技术发展,又是由它的应用市场——终端电子产品的发展所驱动(见图1)。 图1 在HDI多层板产业链中各类产品对下游产品的性能需求关系图 1.HDI多层板发展特点对高性能覆铜板技术进步的影响1.1 HDI多层板的问世,对传统PCB技术及其基板材料技术是一个严峻挑战20世纪90年代初,出现新一代高密度互连(High Density Interconnection,简称为 HDI)印制电路板——积层法多层板(Build—Up Multiplayer printed board,简称为 BUM)的最早开发成果。它的问世是全世界几十年的印制电路板技术发展历程中的重大事件。积层法多层板即HDI多层板,至今仍是发展HDI的PCB的最好、最普遍的产品形式。在HDI多层板之上,将最新PCB尖端技术体现得淋漓尽致。HDI多层板产品结构具有三大突出的特征:“微孔、细线、薄层化”。其中“微孔”是它的结构特点中核心与灵魂。因此,现又将这类HDI多层板称作为“微孔板”。HDI多层板已经历了十几年的发展历程,但它在技术上仍充满着朝气蓬勃的活力,在市场上仍有着前程广阔的空间。

    标签: 性能 发展趋势 覆铜板 环氧树脂

    上传时间: 2013-11-22

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  • proe wildfile3.0新功能

    PTC新的Wildfire用户模型• Wildfire用户模型定义了用户和软件之间的理想交互操作。• Wildfire用户模型在整个Pro/E中得到应用,它建立在用户熟悉的界面之上,既能充分发挥易学易用性,又能将加以扩展,以满足对3D产品设计苛刻要求的挑战

    标签: wildfile proe 3.0 新功能

    上传时间: 2013-11-21

    上传用户:molo