基于FPGA硬件实现的谐波检测方法

针对现有系统对谐波检测实时性差和精度低的问题,介绍一种基于傅立叶变换和FPGA硬件实现的谐波检测方法.分析了谐波检测中影响测量精度的关键因素,采用数字锁相环来同步被测信号,以减小由非同步采样所产生的误差.基-4FFT 处理器的硬件设计采用全并行的乘法运算单元结构和并行的存储分配方法,最大限度地提高谐波检测的速度.数字锁相环和基-4 FFT 算法用VHDL语言设计实现,并用MAX plus Ⅱ软件进行仿真,仿真结果表明,所设计的数字锁相环可以很好地跟踪被测信号,在180ms时,误差仅为0.01Hz,很好地消除了非同步采样所引起的测量误差;采用所设计的基-4FFT运算器对给定的谐波数据进行运算,得到的谐波幅值和相位误差小于0.05%,运算时间仅为8μs.     

嵌入式数字锁相环的设计与实现

介绍了应用VHDL技术设计嵌入式数字锁相环的方法,给出了系统仿真结果,并用可编程逻辑器件FPGA予以实现。该锁相环能够实现正交锁定或反相锁定,并具有控制灵活、锁定频率高和系统稳定性好等特点。     

全数字锁相环在可编程中频电源中的应用

本文提出了一种新的利用全数字锁相环实现中频电源的起动和跟踪方法。在文中详细的论述了全数字锁相环的构成,逐步分析了数字鉴相器,数字滤波器,数字震荡器的工作原理,并绘出了各个模块的工作时序图。通过线性近似,推导出全数字锁相环一阶和二阶系统的数学模型,对其进行了理论分析。仿真实验验证了这种全数字锁相环实现的可行性。最后提出了将全数字琐相环和失锁检测电路,扫描发生电路集成到FPGA中,这种全新的锁相环结构方式应用在整个中频控制系统中简化了结构,提高了控制系统的可靠性和集成度。     

EDA技术在ISP数字系统中的应用

２０世纪未,现代数学系统飞速发展,各种可编程逻辑器件,尤其是ＩＳＰ（在系统编程）器件得到了广泛的应用,与此同时,ＥＤＡ技术应运而生,ＥＤＡ技术与可编程逻辑器件的完善融合给电子产品的设计和生产带来了许多革命性的变化。本文通过讲述ＥＤＡ技术在一个简单的ＩＳＰ数学系统设计中的具体应用过程,详细阐述了ＥＤＡ技术的基本特征和发展趋势,揭示了其在现代数学系统中的重要地位及作用。     

基于CPLD的自动变模全数字锁相环设计及仿真

针对传统方法设计的全数字锁相环存在锁相精度不高、锁相速度慢等问题,提出一种基于CPLD实现的新型自动变模全数字锁相环.它可以根据相位误差的大小自动控制数字滤波器的模值,减少在捕捉过程中因相位调整频繁而产生的相位抖动,而设计的基于状态机的数控振荡器可以通过先"粗调"再"精调"来提高锁相精度以及锁定速度.新型锁相环利用QuartusII对Verilog代码编辑综合,并用Modelsim进行了仿真.仿真结果表明,上述锁相环具有抗干扰能力强、动态响应快、锁相精度高的特点,适用于多种应用领域如数字通信、测量和工业控制中.     

数字时钟锁相环的设计与实现

数字锁相环电路已在数字通信、无线电电子学及电力系统自动化等领域中得到了极为广泛的应用。在高密度可编程逻辑器件（FPGA）中,根据实际要求,设计FPGA专用数字锁相环电路,可充分利用器件资源,同时把一些相关的数字电路组合在一起,不仅提高了系统的集成度和可靠性,降低了功耗,降低了成本,而且可以使电路性能得到明显改善。     

虚拟数字示波器在自动检测系统中的应用研究

研究虚拟数字示波器在自动检测系统中的应用,旨在探询新的检测方法。本系统以DSP和CPLD芯片为主要硬件,由信号调理、A／D变换、逻辑控制等电路组成。系统通过USB总线与主机或U盘相连,也可以根据U盘中得到的数据对检测对象进行工况分析和故障预测。系统功能可在硬件不变的情况下通过修改软件实现,具有实时、多功能、性价比高等优点。     

分裂基FFT在电力系统谐波检测中的应用

在电力系统中,由于非线性负载广泛应用,电网被注入了大量谐波,给电力系统中的设备带来很大的危害。谐波检测是电力系统质量分析和谐波补偿的关键技术,而快速傅立叶变换是目前应用最广泛的一种谐波检测方法。本文对分裂基FFT算法的原理进行了研究,采用C语言编程实现该算法,并在基于TMS320F2812DSP的实验装置上进行了基于分裂基算法的谐波检测实验,对采样信号进行FFT运算,能快速检测出电网信号中电压的谐波参数,以进行谐波的实时分析处理,验证了该算法的正确性和高速性,可作为一种通用的算法应用于谐波检测。     

锁相环技术在转速检测中的应用

在直接力矩控制系统中,为检测到尽可能低的转速,本文采用T／M测速方法,并利用锁相环和GAL器件编程技术设计了倍频电路,从而拓宽了测速范围,保证了测速精度,为改善系统的低速性能奠定了良好的基础。     

基于全数字锁相环的步进电机控制系统

研究步进电机优化控制问题,步进电机控制系统存在着控制功能单一和控制精度不高的缺陷。针对上述问题,提出了一种用全数字锁相环的控制系统设计方案。锁相环能够在较大的频率范围内快速跟踪和锁定输入信号的频率和相位,应用脉冲分配控制器,可提高整个系统的同步性能,增强步进脉冲信号频率的稳定性。采用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)进行电路系统设计,利用计算机仿真技术对该系统进行了仿真验证,并给出了布局布线后时序仿真的结果。仿真结果表明,该系统具有控制灵活、响应速度快、稳定性能好等特点,改进的设计方案可实现对步进电机转速、转向和定位的一体化控制,能够显著提高系统的控制精度,并可应用于其它不同工作方式的步进电机控制系统设计。     

CPLD在超声波流量测量系统中的应用

研究了复杂可编程逻辑器件(CPLD)在超声波流量测量系统中的应用。采用高性能的CPLD代替分立元件,实现了液体流量的高精度测量。实验结果表明:应用CPLD技术产生了准确的驱动控制信号,得到了高精度的传播时间计数值,简化了整个电路的设计,提高了系统的稳定性和抗干扰能力。     

高分辨力超声波飞行时间测量系统

从超声波飞行时间测量的传统方法入手,分析了这种方法不能提高测量分辨力的原因,阐述了提高测量分辨力的途径和方法;简要介绍了提高测量分辨力关键技术———时间内插法测量飞行时间的工作原理;给出了具体的实施方案———复杂可编程逻辑器件(CPLD)结合无源延迟线实现内插测量,实验验证结果表明:通过时间内插技术完成的飞行时间测量,消除了计数法中整时钟周期误差,大幅度提高了测量分辨力,降低了硬件成本,提高了系统稳定性,具有推广价值。     

基于DSP的线阵CCD高速精密测量系统的设计

传统的非接触线阵电荷耦合器件(CCD)测量系统,在速度和精度上都无法满足现代测量的要求。提出了以数字信号处理器(DSP)作为信号处理器,以复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为时序发生器,结合高速ADC和先进先出(FIFO)存储器的新测量方法。重点介绍了CPLD配合DSP进行高效、灵活的采集控制部分。实验表明:该系统高效、稳定。     

数字测频算法研究综述

介绍了目前比较常用的几种数字测频算法及其基本原理,并对其中的直接计数法、相位推算法、频率推算法、傅里叶变换法及谱估计等方法进行了MATLAB仿真研究.总结了各种算法的主要优缺点,为设计者选取合适的算法进行工程应用提供了参考.     

磁致伸缩液位传感器中高分辨力时间量检测

高分辨力时间量检测是磁致伸缩液位传感器实现高准确度测量的关键技术之一.针对磁致伸缩液位传感器的国产化开发研制中的时间量检测问题,提出采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现高分辨力时间量检测的方案.通过理论分析和实践证明:该方案可以满足磁致伸缩液位传感器对时间量检测的功能要求.该方案所用器件少、电路简单,可供有关国产化开发研制的技术人员参考.     

计算机专业硬件课程体系的改革

数字逻辑、计算机组成原理和计算机体系结构是计算机专业的三门相关的主干硬件课程。现有的课程体系中这三门课程相对独立,不符合当今技术的发展,尤其不适合需掌握完整的计算机设计技术的计算机专业的学生需求。结合十二五国家级示范实验教学中心的建设,复旦大学计算机学院对计算机专业的硬件类课程群进行重新规划,以满足计算机学科发展的要求。     

基于数字图像处理的林木自动测量系统研究

为了有效地测取样树的胸径、树高、冠幅等参数,促进林木测量自动化,采用数字图像处理技术开发了一套林木自动测量系统,主要包括图像摄取仪、视角调节机构、测量标尺、笔记本电脑等硬件,测量计算软件则包含平视测量、仰视测量、图像处理、参数计算和林木生长情况评价等功能模块。通过对林木图像预处理和基于启发式搜索算法的重叠轮廓分割实现了样树的轮廓识别和提取。     

三相电气参量快速和高精度的测量算法

提出了一种快速富里叶变换FFT算法来测量电力系统基波频率和其它谐波频率的实时值,进而计算出三相电压和电流的有效值与相位的实际值。由于电力系统参数随时都在变化,非正弦信号的系统基波频率不可能是一个确定的值,采用未确定的系统基波频率来采样和测量非正弦信号变化的三相电压和电流将引起很大的误差。因此,提出先准确测量非正弦信号的系统基波频率,然后,采用准确的系统基波频率来采样三相电压和电流,进而再计算三相电压和电流的有效值与相位的实际值、有功功率与电能、无功功率与电能等。这种算法不仅大大缩短计算时间,而且提高了测量的精度,测量精度可以达到0.1%或更高。实例计算的仿真结果及实际应用系统的运行数据都证明:这种算法的可靠性、准确性和快速性。     

数字化智能声速测量系统设计

针对传统的大学物理声速测量实验过程繁琐、测量误差大的不足,设计和制作了一种基于单片机开发的数字化智能声速测量实验系统,能够运用相位比较法精确测量声速数据。该测量系统以MSP430单片机为核心,对声速测量系统的软硬件进行设计,并针对干扰与误差进行去噪与优化处理。测量数据通过RS—485总线与LabVIEW编写的上位机通信,生成测量结果报表。该测量仪用电子测控方式代替传统双踪示波器观察李萨如图的方式,测试结果表明：该装置操作灵活简单,稳定性好,测量精度远高于传统实验装置,有很好的应用前景。