直流电源测试仪中数据处理的设计与实现

发布时间：2023-12-09 13:38

　　直流电源输出特性的准确度和稳定度直接影响各种电子、通信、自动化设备的可靠性,因此在电力电子技术高速发展的当下,对直流电源输出特性的评估就显得尤为重要。直流电源测试仪专门用于对电源输出信号进行高速采集、实时处理和波形分析,解决直流电源测试项目繁多且难以用单一测试仪器覆盖的问题。本文围绕直流电源测试仪项目展开对其采集板卡的数据处理系统的研究,目标在于使仪器的波形捕获、分析功能以及精度、采样率、分辨率和带宽等指标能够覆盖对直流电源输出特性参数的测试需求。本文从FPGA技术角度出发研究数据处理系统的数据预处理和存储模块的原理与实现方法,主要内容如下:1、本文首先研究了直流电源测试仪的整体架构,并根据采集板卡与工控主板之间数据传输隔离需求,利用ARM丰富的外设资源实现FPGA与工控主板之间的接口协议转换,设计了数据处理系统的“ADC+FPGA+ARM+CPU”架构。之后本文基于FPGA技术讨论了系统的数据处理和存储方案,为数据等效分辨率的提高和多速率数字滤波器的实现提供原理支撑,最后建立存储模块的基本架构。2、根据系统的分辨力和带宽限制需求设计波形数据的实时处理方案,包括:基于过采样和滑动平均原...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电源测试相关仪器的发展现状
        1.2.2 数字滤波技术的发展现状
        1.2.3 DDR存储技术的发展现状
    1.3 本文的关键指标和结构安排
        1.3.1 直流电源测试仪的关键指标
        1.3.2 本文的结构安排
第二章 直流电源测试仪数据处理系统的总体方案设计
    2.1 直流电源测试仪的可行性分析
        2.1.1 直流电源测试仪的总体架构
        2.1.2 数据处理系统的总体方案设计
    2.2 直流电源测试仪的波形实时处理方案分析
        2.2.1 等效分辨率提高原理及方案
        2.2.2 多速率信号处理原理及方案
    2.3 直流电源测试仪的数据存储方案分析
    2.4 本章小结
第三章 直流电源测试仪的波形实时处理方案设计
    3.1 等效分辨率提高模块的设计与实现
        3.1.1 滑动平均滤波器的设计
        3.1.3 等效分辨率提高的效果仿真
    3.2 通道数据校准模块的设计
    3.3 多速率数字滤波器的设计与实现
        3.3.1 多速率数字滤波器的总体框架
        3.3.2 数据的降采样与升采样处理
        3.3.3 通带补偿滤波器设计
    3.4 本章小结
第四章 直流电源测试仪的数据存储与传输方案设计
    4.1 触发模块的设计与实现
        4.1.1 触发模块设计的需求分析
        4.1.2 触发模块的实现
    4.2 基于FIFO的普通存储模块的设计
    4.3 深存储模块的设计与实现
        4.3.1 深存储模块的整体架构
        4.3.2 深存储模块的读写控制逻辑设计
        4.3.3 深存储模块的时基抽点规划
    4.4 FPGA与 ARM的传输接口设计
        4.4.1 FSMC接口设计
        4.4.2 FPGA与 STM32 间的数据传输系统设计
    4.5 本章小结
第五章 性能测试及验证
    5.1 测试平台搭建
    5.2 波形实时处理方案的测试及验证
        5.2.1 等效分辨率提高模块的测试及验证
        5.2.2 通道校准模块的测试及验证
        5.2.3 数字滤波模块的测试及验证
    5.3 数据存储系统的测试及验证
        5.3.1 触发模块的测试及验证
        5.3.2 深存储模块的测试及验证
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3871683