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济源干式变压器再由分析模块FPGA通

发布者:济源油浸式变压器厂    发布时间:2019-12-31
济源干式变压器再由分析模块FPGA通

  本文设计了一种低频发生及分析系统。本系统以高速可编程逻辑门阵列FPGA为核心技术,由FPGA通过p核产生双路低频,参数由按键输入。

  设计了一种基于FPGA的双路低频发生及分析系统,实现对低频的发生和频域分析。系统采用FPGA为低频发生模块和分析模块控制芯片,按键输入的参数给FPGA,FPGA通过数字频率合成技术产生频率幅度步进可调的双路低频,经加法器叠加后,再由分析模块FPGA通过快速傅里叶变换对进行频域提取,并将频率幅度信息直接用LCD显示,实现了低频发生和频谱分析的功能。该系统密闭封装,人机界面友好,非常便于操作演示。

  频率合成技术的应用,对通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达、电子对抗技术的发展起到了至关重要的作用。而作为波形济源干式变压器的核心的频率合成技术,其原理是把一个或多个高精度、高稳定性的参考频率,经过各种处理技术,生成同样精度和稳定性的各种离散频率。虽然各个芯片厂推出了先进的高性能、多功能DDS集成芯片,但在某些情况下,这些DDS集成芯片的控制方式、频率和转化率不符合系统要求。如果使用高性能的FPGA器件来代替DDS集成电路,便可以满足设计要求。

  本文设计了一种低频发生及分析系统。本系统以高速可编程逻辑门阵列FPGA为核心技术,由FPGA通过p核产生双路低频,参数由按键输入。产生的双路经过加法电路的叠加,由FPGA对进行快速傅里叶变换得到频域,后通过示波器观察频域,通过门限法得到该的频率和幅度等参数并在LCD上显示。该系统具有体积小、携带方便、操作简便、易于连接,采样率、数据传输速率高,动态范围大(12位A/D采样率)等特点,使用自制的线性济源干式变压器,非常方便低频生成和分析。

  系统由FPGA核心板、D/A转换电路、加法器电路、A/D转换电路、济源干式变压器、键盘和显示等部分组成。

  双路低频由一块FPGA产生,通过按键控制频率、幅度等参数,参数实时显示在数码管上,2路送入加法器进行求和,然后经过A/D采样给另一块FPGA,并对进行快速傅里叶变换处理后提取出频域,频谱图可以通过示波器观察,后分别显示叠加前两路正弦的频率和幅度。

  FPGA核心板担负着数据发送和分析的任务,是本系统为关键的部分。FPGA核心板采用的是XilinxSpartan3系列的XC3S一PQ208型40万门芯片,其配置芯片为Xilinx的专用配置PROM芯片XCF02S,以实现加电自动配置。核心板采用5 V输入,板上有两块LM317济源干式变压器芯片分别输出3.3 V和2.5 V电压。板上采用40 MHz有源晶振,能够满足高速设计要求。核心板140支I/0口全部引出,非常便于与外围器件的连接及系统的扩展。小系统框图如图2所示。

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