基于DSP和FPGA的消弧线圈数字励磁调节器

采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF 2407和现场可编程门阵列(FPGA)EP1C6设计数字比例积分(PI)调节器。DSP主要完成采样、PI调节和通信等,实现偏磁式消弧线圈励磁电流的数字控制。FPGA主要用于生成晶闸管触发脉冲及触发保护等。通过建立PI输出和控制角的线性化函数,简化控制程序,使励磁电流快速跟踪给定电流。介绍了系统的硬件和软件设计,其中晶闸管触发系统由同步、移相、脉冲形成、脉冲放大等环节构成。分别采用C和VHDL语言开发了DSP和FPGA模块,并提供了主程序及采样中断程序流程。实验表明该系统励磁电流动态响应小于5 ms,满足偏磁式消弧线圈的控制要求。     

《交流伺服控制系统》系列讲座（三）第3讲基于FPGA的全数字硬件化永磁同步电动机矢量控制系统

（接上期）1引言交流伺服经历了模拟硬件,全数字软件及全数字硬件三个阶段。目前全数字方式是主流,主要分为基于DSP／MCU的全数字软件化方案和基于FPGA／ASIC的全数字硬件化方案。基于DSP／MCU的全数字软件化方案是目前最常用形式,DSP实现的纯软件方案采用串行中断方式,具有丰富的资源和强大的运算能力,可通过软件设计来获得一定的灵活性.     

闪电VHF辐射相位干涉测向系统的数字化实现

VHF相位干涉仪在辐射信号探测方面有着广泛地应用,介绍了基于FPGA的VHF相位干涉测向系统,用于高速闪电波形数据的采集与测向,本系统采用数字复解调技术取代传统的模拟方式实现的VHF相位干涉仪,极大提高了系统的运算精度和抗噪声性能,并且可以实时改变接收频点。详细讨论了数字复解调技术的原理以及在FPGA上的实现,最后给出了测试结果,验证了系统的性能。     

《交流伺服控制系统》系列讲座(三) 第3讲 基于FPGA的全数字硬件化永磁同步电动机矢量控制系统

<正>(接上期)1引言交流伺服经历了模拟硬件,全数字软件及全数字硬件三个阶段。目前全数字方式是主流,主要分为基于DSP/MCU的全数字软件化方案和基于FPGA/ASIC的全数字硬件化方案。基于DSP/MCU的全数字软件化方案是目前最常用形式,DSP实现的纯软件方案采用串行中断方式,具有丰富的资源和强大的运算能力,可通过软件设计来获得一定的灵活性,但本身却具有不可弥补的缺点:第一,数据宽度固定,当采用定点形式时,运算精度与动态范围是一对矛盾体;第二,串行执行,此种     

数字化生物电阻抗成像系统

本文针对生物电阻抗成像技术中模拟滤波及解调环节存在的速度瓶颈和精度问题,设计了数字化生物电阻抗成像系统。系统基于DSP与FPGA协同运行,为硬件升级改进提供了开发空间;研究了基于Cyclone芯片的数字滤波以及数字解调算法;对算法进行了基于Testbench的仿真。系统仿真调试结果表明,该设计提高了系统成像速度和精度。     

用于继电保护测试装置的正弦基准生成系统

针对目前继电保护测试装置在应用中实现小型化的需求,设计出了基于FPGA的闭环控制正弦信号基准生成系统。采用FPGA作为片上系统,在芯片内集成了数字滤波器和PID控制器。设计出了高通数字滤波器的原型,并通过递推算法在片内实现其功能。分析了信号解调中的幅值相位分离理论,并给出了相位闭环控制框图,推导了控制器的离散表达式。实验结果表明,所设计的信号处理系统在输出信号幅值大于5V时,误差小于万分之一。当输出幅值信号较小时,相比开环系统,采用闭环控制的输出精度得到了明显的改善。在FPGA片内实现闭环正弦生成系统,为继电保护测试装置提高系统集成度,提供了一种全新的设计思路和实现方法。     

FPGA在开关磁阻电机全数字控制系统中的应用

提出了基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的开关磁阻电机全数字控制系统,对DSP和FPGA的功能进行了分配,具体设计实现了基于FPGA的位置细分功能。仿真与试验结果表明,设计的开关磁阻电机调速系统具有高效、实时、动态性能好、转矩脉动小等优点。     

一种QAM载波相位盲识别算法的研究与实现

载波相位同步是全数字QAM接收机的关键技术之一,本文首先介绍了一种新的基于最大似然估计的载波相位盲识别算法,然后用Matlab语言对该算法进行了仿真研究,最后用Verilog HDL语言实现了载波相位同步模块的FPGA设计.对于包含差分编、译码的QAM系统,利用该算法不需专门设计同步头即可为正确解调提供稳定可靠的载波相位同步信息,并且该算法省去了FFT变换,只在时域处理,结构简单,方便用FPGA实现.经实际验证,该算法已成功应用在SDH数字微波通信系统的64QAM解调器中.     

新型GMSK调制实现算法研究与设计

介绍一种新型全数字GMSK调制实现算法及其实现结构,实现在线更新调制参数功能,在仪器仪表应用中具有很高的实用价值。在传统数字实现结构中往往直接包含数字高斯滤波器和数字相位积分器,因此调制过程中避免不了会产生各种截取误差,影响调制精度。新型算法的实现充分利用了DSP的计算功能和计算速度,在DSP内部实现高斯滤波及相位积分,避免了传统数字实现结构中的各种截取误差,并实现在线更新FPGA内部调制查找表数据的功能。理论分析和实验结果表明新型算法及其实现结构能有效的估计调制误差并提高调制精度。     

一种用于继电保护测试装置的闭环控制正弦基准生成系统

针对目前继电保护测试装置在应用中实现小型化、智能化的需求,设计出了基于FPGA的闭环控制正弦信号基准生成系统。该系统采用FPGA作为片上系统,在芯片内集成了数字滤波器和PID控制器。设计出了低通和高通两种数字滤波器的原型,并通过递推算法在片内实现其功能。分析了解调中的幅值相位分离理论,并给出了相位环路和幅度环路的闭环控制框图,推导了控制器的离散表达式。实验结果表明,所设计的信号处理系统在输出信号幅值大于5V时,误差小于万分之一。当输出幅值信号较小时,相比开环系统,采用闭环控制系统的输出精度得到了明显的改善。在FPGA片内实现闭环正弦生成系统,为继电保护测试装置在保证精度的前提下提高系统集成度,提供了一种全新的设计思路和实现方法。     

用于PHM的数据采集处理系统设计

本设计应用于故障预测与健康管理(PHM)体系,负责采集传感器数据,并按照传感器种类对数据进行相应的数字信号处理,提取出上层系统感兴趣的信息.传感数据采集处理系统以DSP为主处理器,负责数字信号处理,以FPGA为辅助处理器,控制AD芯片进行采集,采用CPCI接口与上层系统通信.该系统实现了多通道高速采集、高性能DSP与F...     

基于32位数字信号处理器和16位同步串行模数转换器的配用电监控终端设计

采用32位控制型数字信号处理器、32位嵌入式先进精简指令集处理器和具有16位精度的同步采样串行接口模数转换器，设计并实现了全隔离的配用电监控终端。在设计中使用多重软硬件抗干扰措施，提高了装置的可靠性；应用软硬件缓冲技术和优化的历史数据查询算法提高了系统效率。采用GPRS作为通信手段，并对其应用可靠性进行了深入研究和实践。在定点数字信号处理器中采用C语言编程，提高了系统的可靠性和可维护性。     

基于现代DSP技术的QAM调制解调器设计

本文通过现代DSP技术,以MATLAB/DSP Builder为核心的工具软件开发QAM（正交振幅调制）调制解调器。利用直接数字频率合成器DDS原理设计正交余弦信号发生模块;利用QAM正交调制与解调原理,实现对基带信号的调制与已调信号的解调;通过FIR滤波器的设计,实现对解调模块中的低通滤波,最终在FPGA器件上实现QAM调制解调器。     

Implementation of an OFDM underwater acoustic communication system,on an underwater vehicle with multiprocessor structure

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) can fully use the frequency band and transmit data at high speeds. The ADSP-TS101 is a high performance digital signal processor (DSP) with good properties that include parallel processing and a high speed. Aimed at the real-time processing requirement of the OFDM algorithm, an underwater acoustic communication system with real-time processing capability is carried out. The system is mainly composed of multiple ADSP-TS101s, a multi-channel synchronous sample module and a field programmable gate array (FPGA) chip. The multiprocessor structure is made up of a cluster/data flow associated multiprocessing parallel processing structure as the operation kernel, and a multi-channel synchronous sample module is designed to realize no phase warp among the multiple channels’ data at the same time. The digital modulation/demodulation methods are applied to the OFDM algorithm. Through experiments in a lake, the results show that the system has good stability and real-time processing capability, thus satisfying the design requirements.     

基于嵌入式USRP的无线通信实现

针对便携式无线通信应用,基于嵌入式软件无线电平台USRP E110设计实现了以二进制相移键控（BPSK）为调制方式的无线通信系统。在该系统中,ARM 处理器作为处理核心,实现全部基带信号处理;FPGA （field programmable gate array）与射频子板作为射频前端,实现数字上下变频、中频与射频信号转换等;GNU Radio开源框架作为软件开发平台,以流图的形式实现各基带信号处理,如加扰与解扰、BPSK调制与解调等。实际测试结果表明,该系统可实现数据收发,并且可以灵活配置收发频率、发射功率等参数,具有体积小、功耗低等优点。     

基于并行数据处理结构的电能质量在线监测

提出了基于现场可编程门阵列器件FPGA与数字信号处理器DSP并行结构的在线电能质量监测与分析。由FPGA同步产生系统控制时序,并充分利用FPGA与DSP各自在数字信号处理领域中的特点,在FP GA内设计了16位浮点FFT运算模块用于谐波分析,应用DSP实现电压波动与闪变等电能质量指标数据的计算,采用FPGA与DSP并行数据处理的方式,达到采样与数据处理的同步进行的目的,从而完成对多路信号的无缝采样与分析。     

基于DSP和ARM9结构的厂用电微机快切装置

针对现有厂用快切装置在稳定性和可靠性上存在的问题,提出一种基于DSP+ARM9双CPU结构的新型方案.装置由电源、CPU、开出/开入、通信等板组成.主CPU(DSP)负责数据采集和逻辑判断,从CPU(ARM)负责以太网通信和液晶显示等,主/从CPU间的数据交换由可编程门阵列(FPGA)的双口RAM实现.装置主CPU(DSP)基于μc/COS系统,从CPU(ARM)基于Vxworks系统.采用主/从CPU协调工作的软件设计方法.快速切换时,厂用母线电压是快速衰减的,为快速、精确地计算厂用母线电压的频率以及厂用母线电压和主/备电源间的相位差,设计了自适应调整采样周期的快速傅里叶变换(FFT)算法,进行频率跟踪和相角估计.现场实验表明所设计的装置成功切换,性能良好.     

基于DSP的多轴运动控制系统研究

根据开放式运动控制的要求，以数字信号处理器（DSP）为核心，通过FPGA进行功能扩展，应用USB总线，设计了多轴运动控制系统，给出了该系统的功能，硬件结构和软件设计方法。该系统具有开放性、高速性、实时性和模块化等特点，适用于机器人，数控机床等先进智能装备。     

基于DSP的语音录放和数字回声的实现

数字信号处理是现代数字语音通信的核心技术之一,DSP技术的应用为实现语音信号的采集、处理和播放奠定了基础.设计基于DSP的语音信号处理系统,运用TMS320VC5416处理器和AIC23语音芯片构建出硬件平台.分析DSP处理器和Codec芯片性能特点,配置软件控制接口,实现数字音频数据通信传输.采用C语言和汇编语言混合方式编写系统主程序和模块子程序,调试实验语音处理系统的信号采集、数字回声和播放,实现语音处理系统设计功能.