基于FPGA的高速数据采集系统设计

现场可编程门阵列FPGA(field programmable gate array)器件具有资源丰富、接口灵活、并行计算等特点,其中并行特点使其能够应用于高速场合,和外部AD结合能实现高速数据采集功能,适合用于数字控制系统。本文基于FPGA和一款快速模/数(A/D)转换芯片AD7864提出一种高速数据采集电路设计方法,给出AD7864的时序并基于FPGA程序开发软件QuartusII说明其AD控制的状态机设计方法,通过对信号发生器产生信号实验采样证明其采样效果良好,能够满足高速数据采集要求。     

基于FPGA的有源电力滤波器高速数据采集系统设计

有源电力滤波器（APF）已成为治理谐波的主要手段之一,其谐波检测环节要求对多路数据进行高速采集。现场可编程门阵列（FPGA）器件具有资源丰富、接口灵活、并行计算等特点,其与外部AD结合能实现稳定可靠的高速数据采集数字系统设计。文章基于FPGA和一款快速A／D转换芯片AD7864提出一种高速数据采集电路设计方法：首先,提出硬件系统结构框图;其次,介绍AD7864的时序,基于FPGA程序开发软件Quartus II,说明其AD控制的状态机设计方法并给出其流程;最后,通过对三相系统电压信号采样,证明其采样效果良好,能够满足APF的高速数据采集要求。     

基于CPLD高速数据采集卡的电路设计

本文介绍了采用CLD和AD9240芯片进行高速数据采集卡的电路设计.该电路通过PC104的ISA接口来实现指令、数据的传输;通过CPLD(Complex Programmable Logic Device)用来实现可编程采样时钟和可编程的采样长度,以及A/D转换电路的可编程启动方式.     

基于CPLD的A/D自动采样接口

简要介绍了传统的继电保护装置数据采集的过程,通过分析FIFO(First-in First-out)和A/D的操作时序搭配,并合理设计CPLD(Complex Programmable Logic Device),设计了一种A/D自动采样接口.CPU只要发出一个脉冲信号,该接口就能依次完成16路模拟通道切换、A/D转换、数据存储等控制,当一个采样周期的所有模拟通道数据转换完成后,及时向CPU发出中断请求,CPU即可从相应的FIFO读出所有通道数据.不仅减轻了CPU的任务,提高系统执行效率,还可简化软件编程,有助于改进软件的模块化设计水平.     

基于CPLD的A/D自动采样接口

简要介绍了传统的继电保护装置数据采集的过程,通过分析FIFO(First inFirst out)和A/D的操作时序搭配,并合理设计CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice),设计了一种A/D自动采样接口。CPU只要发出一个脉冲信号,该接口就能依次完成16路模拟通道切换、A/D转换、数据存储等控制,当一个采样周期的所有模拟通道数据转换完成后,及时向CPU发出中断请求,CPU即可从相应的FIFO读出所有通道数据。不仅减轻了CPU的任务,提高系统执行效率,还可简化软件编程,有助于     

一种分布式间隔单元的低成本准同步采样系统的研究

本文分析了当前10kV保护装置的模拟量采集方案,提出了一种低成本准同步采样系统。该系统采用V型采样插值法,利用AD7616芯片各输入通道间的灵活配置和高速转换,实现对模拟量的准同步采样。此方案采用ZYNQ平台,利用内部AXI总线实现AD数据的高速传输,极大的提高了数据的可靠性和实时性,保障了电网的安全稳定。     

基于∑-△采样的双回路PI电流环带宽拓展策略

针对永磁同步电机(PMSM)采用∑-△采样法引入延迟导致电流响应存在较大超调、系统动态性能差的问题,在同步旋转d,q坐标系下的电流解耦控制基础上,分析并配置Sinc3滤波器获取高精度反馈电流,并在原有比例积分(PI)控制研究基础上,分析电流采样及占空比更新方式产生的环路延迟对带宽性能的影响,提出了改进PI控制环路结构及硬件实现时序的方法.该方法考虑PI算法特性及Sinc3滤波解调特点,通过设计抽取率不同的双采样通道,结合即时采样即时更新策略,设计电流环时序图并在现场可编程门阵列(FPGA)中实现.仿真及实验结果表明,提出的电流环控制结构能在不改变开关频率的前提下拓展带宽3倍以上,大幅提升交流伺服系统控制性能,满足高性能应用场合需求.     

基于VC33芯片的多路高速同步数据采集系统硬件设计

介绍了以一款浮点数DSP芯片TMS320VC33为控制核心的16通道高速同步数据采集系统的硬件设计。采用了锁相环电路对周期信号进行同步跟踪和控制采样,通过4片4通道高速模／数转换器AD7865与TMS320VC33接口来实现数据采集,并使用复杂可编程逻辑器件（CPLD）来实现采集系统硬件模块的地址分配。该数据采集系统已应用在无功发生器STATCOM的研制中,为STATCOM的设计提供了完善的前端处理电路。     

基于FPGA的多通道无缝采样分析技术的实现

提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的多通道无缝采样分析技术的实现方法，采取采样控制时序与数据处理分析控制时序分离，以及两组动态数据存储区的切换控制，由FPGA实现同步产生上述时序。解决了数据采集与处理的异步问题，使两者同步进行，实现了多通道同步无缝采样分析、采样窗口长度可调和通道扩展等功能。另外给出了基于FPGA芯片EPIK30TCl44～3的一些实际运行结果，证明了多通道无缝采样分析技术的可行性。     

基于CPLD的高精度数据采样系统的开发

以复杂可编程逻辑器件CPLD为核心的高精度数据采样系统不同于传统的以单片机为核心的数据采样系统,具有开发周期短、高集成度、高可靠性等优点。该系统以CPLD为核心,在Quaaus环境下,运用自顶到底的编程思想,采用VHDL语言实现了对数据的采样、转换、存储和传输。     

基于AD9501串联的顺序等效时间采样设计

顺序等效时间采样中要求高分辨率和宽延时范围的可编程数字延时电路。针对单片8位可编程脉冲延时芯片AD9501用于顺序等效时间采样时只能采集256个数据点和延时分辨率不便调整的不足,提出了将两个AD9501进行串联的设计,通过设置合适的器件外部延时参数,可以将两片8位可编程脉冲延时芯片等效成一片16位可编程脉冲延时芯片,再利用FPGA控制11位延时数据在16位延时数据总线上的位置,实现了3.2GS/s～100GS/s等效采样率、2K存储深度的可变顺序等效时间采样功能。对于测试中发现的延时不准确问题,分析和验证了其中的原因,并给出了改进措施。     

新型多用途程控采样模式遥测数据采集系统

遥测系统中信道的资源是十分有限的，在多参量遥测系统中采用通用型的数据采集系统将导致信道资源的浪费。在这种情况下，采用了可编程多采样率数据采集系统。目前在遥测系统中使用的多采样率数据采集系统具有专用性，不能用于常规的数据采集。因此，我们设计了一种新型的多用途程控采样模式遥测数据采集系统，它既可满足遥测的需要又适用于常规的数据采集。中论述了应用多采样率的原因、系统的结构及工作原理，并详细地介绍了多采样率的实现方法。     

基于CPLD的双级矩阵变换器研究与实现

提出了一种完全基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的双级矩阵变换器的实现方案.该方案摒弃了常规的采用DSP(数字信号处理器)计算占空比、CPLD进行调制的思路,将调制部分的占空比计算也完全集成到CPLD内部,同时采用了状态机输出整流逆变开关状态.实验结果表明了这种方案的可行性,为日后生产双级矩阵变换器的专业集成芯片及工业化打下了基础.     

基于单路FIFO的多通道同步采集存储系统的研究

设计了一种多通道同步采集存储测试系统,利用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和单路FIFO（先入先出存储器）缓存实现了四路ADC同步转换数据到FLASH存储器的数据存储方式。此设计方案实现了在采样速率变化的情况下, FIFO自适应完成缓存速率调整的功能,并且多通道数据能连续不间断地存储到FLASH存储器中。这对于多通道变采样的存储测试系统设计具有一定的借鉴意义。     

基于CPLD的电网过电压变频数据采集卡设计

为了解决过电压信号数据采集的采样长度与存储容量之间的矛盾,提出了一种过电压变频数据采集卡的设计与实现方法,介绍了采集卡的硬件结构、采样原理和软件设计思想。采集卡采用复杂可编程逻辑器件作为控制核心芯片,其预触发变频采样技术可以保证以较小容量存储器记录完整的电力系统暂态信号。现场运行经验表明,该采集卡性能稳定可靠,能够较好的记录电力系统过电压的真实情况。     

基于USB2.0的多通道数据采集系统设计与实现

针对振动信号检测中信号采集的需要,介绍了一种基于USB2.0的多通道、带程控放大、可变采样率和采样时间的数据采集系统.该系统能够多通道高速连续采样,单通道最高采样率可达400 k,并具有结构简单、成本低、可靠性高等优点.从固件程序、驱动程序、动态链接库和应用软件4个方面阐述了该系统软件编程思想,并对USB2.0接口芯片CY7C68013的GPIF可编程逻辑接口与AD7899互连的控制时序及硬件电路设计原理做了深入分析.最后通过已知信号对整个系统进行测试,验证了该系统能完成多通道连续采样的可行性和准确性.     

可编程逻辑器件CPLD 及其在电气控制方面的应用现状

介绍了Altera公司近年研制的具备在系统可编程能力的复杂可编程逻辑器件CPLD芯片及其在电气控制方面的应用现状.文中给出实例说明CPLD系统的设计过程.     

CPLD与16C554在航空发动机参数采集器中的应用研究

依据高性能和小型化的要求,阐述了DSP在航空发动机参数采集器硬件系统设计中的应用。以TMS320C31DSP为处理核心,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)对外围扩展电路(A/D、串口扩展芯片16C554和外部存储器等)进行片选和中断控制,从而提供了丰富的模拟接口、方便灵活的数字接口和串行通信接口。利用16C554扩展串口,其硬件接口电路简单;利用复杂可编程器件CPLD设计DSP扩展外设电路的译码电路,可以使设计者在系统内进行编程。本文给出了主要器件具体的硬件选型,并结合其特点阐述了它们在航空发动机参数采集器中的硬件连接及软件操作方法。     

电容型设备在线绝缘监测系统分布式硬件平台研究

针对绝缘在线监测装置存在的问题,提出了绝缘监控系统分布式硬件相应的技术要求,具体分析了监测装置的电流传感器精度、采样频率、A/D转换精度、信号传输模式、采样同步性、数据通信等对绝缘在线测量的影响．并详细地讨论了测试平台设计思路与方法；据此研制了基于DSP的绝缘在线监测装置,提出了比较完整的同步采样模式与策略,并进行了试验研究。试验结果表明文中提及的设计思路和方法是合理可行的。