并联DC/DC系统中软件无线电信号传输优化研究
发布时间：2021-04-23 12:56
伴随着对大功率供电系统的需求,DC/DC并联均流技术能够很好地满足大功率负载的要求。随着无线通信的发展,将无线通信应用于电力电子领域不仅减少复杂的物理连线且易于系统维护和重构,使DC/DC并联无线均流技术越来越受科研人员的青睐。无线通信作为未来通信的手段,本文将先进的软件无线电技术用于DC/DC并联系统中,并对软件无线电设计的理论基础和核心技术进行了阐述。本文首先根据软件无线电中心思想,对课题使用的无线收发硬件平台及其选择的器件进行了详细说明,主要包括DSP模块、FPGA模块、ADC/DAC、本地振荡器（SI4133）以及模拟正交上/下变频器和智能天线,从而为进一步的通讯算法优化提供了基础与平台。本文搭建了基于BPSK的软件无线电通信平台,并划分了系统功能,分别从发射端与接收端描述信号处理的过程。使用集成开发工具Quartus II 11.0和Verilog HDL语言对系统各通信功能模块进行设计,主要包括并行收/发通信接口、组帧/解帧模块、BPSK调制/解调模块以及数字下变频和控制接口SPI设计,并利用SignalTap II采集各模块FPGA仿真波形,验证了设计的正确性。然后,将软...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.1.1 分布式电源系统概述
1.1.2 DC/DC变换器并联均流技术
1.1.3 无线通信技术的优势
1.2 无线均流控制策略的国内外应用研究现状
1.3 软件无线电技术概述
1.3.1 软件无线电基本概念
1.3.2 软件无线电关键技术
1.4 课题研究目的
1.5 本文主要研究内容
第二章 软件无线电理论基础及其核心技术
2.1 信号采样基本理论
2.1.1 Nyquist采样定理
2.1.2 带通信号采样理论
2.1.3 多速率信号处理理论
2.2 软件无线电基本体系结构
2.2.1 射频全宽带低通采样数字化结构
2.2.2 射频直接带通采样数字化结构
2.2.3 宽带中频带通采样数字化结构
2.3 数字下变频技术
2.3.1 数字下变频基本原理
2.3.2 数字下变频结构
2.4 数字调制解调技术
2.5 本章小结
第三章 系统信号处理硬件平台
3.1 系统硬件整体架构概况
3.1.1 发射端信号处理过程
3.1.2 接收端信号处理过程
3.2 射频模拟前端及天线
3.2.1 发射通道模拟上变频模块
3.2.2 接收通道模拟下变频模块
3.2.3 本地振荡器
3.2.4 无源天线
3.3 数模/模数转换模块
3.3.1 发射端D/A转换模块
3.3.2 接收端A/D转换模块
3.4 数字前端及基带处理模块
3.4.1 DSP模块
3.4.2 FPGA模块
3.5 本章小结
第四章 系统功能软件设计及其FPGA实现
4.1 软件无线电系统功能开发平台
4.1.1 基于BPSK的软件无线电通信平台
4.1.2 软件无线电系统功能划分
4.2 系统软件开发环境及设计语言概述
4.2.1 集成开发环境Quartus II
4.2.2 硬件描述语言介绍
4.2.3 Altera IP核
4.3 系统采样时钟产生模块
4.4 发射端功能软件化设计及其FPGA仿真实现
4.4.1 发射端并行通信接收口设计
4.4.2 数据并串转换组帧模块实现
4.4.3 BPSK调制上变频模块
4.5 接收端功能软件化设计及其FPGA仿真实现
4.5.1 数字下变频模块
4.5.2 BPSK解调模块
4.5.3 数据串并转换解帧的FPGA实现
4.5.4 接收端并行通信发送口设计
4.6 FPGA对外围器件配置控制设计
4.7 系统整体功能调试实现
4.7.1 系统稳定性验证
4.7.2 系统整体延时测试
4.8 本章小结
第五章 软件平台优化设计及其在DC/DC并联无线均流中应用
5.1 应用于并联DC/DC变换器系统的几种数据位宽设计
5.1.1 十位数据位宽设计及其系统测试
5.1.2 六位数据位宽设计及其系统测试
5.1.3 四位数据位宽设计及其系统测试
5.1.4 实验结果对比分析
5.2 并联BUCK系统无线均流稳态实验
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 图表清单
附录B 无线收发RTL级程序设计
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]变频技术在软件无线电中的应用研究[J]. 刘泽军,刘波粒. 无线电通信技术. 2007(03)
[2]射频带通采样技术在软件无线电电台中的应用[J]. 张沫阳,卢继华. 军民两用技术与产品. 2006(08)
[3]DC/DC模块有源均流技术研究[J]. 张军明,谢小高,吴新科,钱照明. 中国电机工程学报. 2005(19)
[4]DC/DC变换器无均流线均流控制方法[J]. 符赞宣,瞿文龙. 电力电子技术. 2003(05)
博士论文
[1]分布式电源系统稳定性研究[D]. 李安寿.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于FPGA的抗多径干扰遥测接收系统的研究与设计[D]. 李平.电子科技大学 2015
[2]基于软件无线电的高速信号处理平台设计与实现[D]. 刘建勋.西安电子科技大学 2014
[3]基于分时交替的高速高精度ADC设计与硬件实现[D]. 焦少波.电子科技大学 2013
[4]基于FPGA的数字下变频的研究与分析[D]. 罗琳.西安电子科技大学 2013
[5]基于FPGA的数字频谱分析仪的设计与优化[D]. 刘桂华.天津大学 2012
[6]基于SDR平台数字前端技术的研究与设计[D]. 陈思瑶.桂林电子科技大学 2011
[7]2.4GHz无线发射机射频前端的研制[D]. 王文斌.重庆大学 2010
[8]穿墙雷达收发信机研究[D]. 孔柯柯.电子科技大学 2010
[9]宽带DRFM的带宽扩展技术研究[D]. 李淑婧.西安电子科技大学 2010
[10]接收机射频前端关键模块的设计与实现[D]. 徐蕾.华中科技大学 2007
本文编号：3155369
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景和意义
1.1.1 分布式电源系统概述
1.1.2 DC/DC变换器并联均流技术
1.1.3 无线通信技术的优势
1.2 无线均流控制策略的国内外应用研究现状
1.3 软件无线电技术概述
1.3.1 软件无线电基本概念
1.3.2 软件无线电关键技术
1.4 课题研究目的
1.5 本文主要研究内容
第二章 软件无线电理论基础及其核心技术
2.1 信号采样基本理论
2.1.1 Nyquist采样定理
2.1.2 带通信号采样理论
2.1.3 多速率信号处理理论
2.2 软件无线电基本体系结构
2.2.1 射频全宽带低通采样数字化结构
2.2.2 射频直接带通采样数字化结构
2.2.3 宽带中频带通采样数字化结构
2.3 数字下变频技术
2.3.1 数字下变频基本原理
2.3.2 数字下变频结构
2.4 数字调制解调技术
2.5 本章小结
第三章 系统信号处理硬件平台
3.1 系统硬件整体架构概况
3.1.1 发射端信号处理过程
3.1.2 接收端信号处理过程
3.2 射频模拟前端及天线
3.2.1 发射通道模拟上变频模块
3.2.2 接收通道模拟下变频模块
3.2.3 本地振荡器
3.2.4 无源天线
3.3 数模/模数转换模块
3.3.1 发射端D/A转换模块
3.3.2 接收端A/D转换模块
3.4 数字前端及基带处理模块
3.4.1 DSP模块
3.4.2 FPGA模块
3.5 本章小结
第四章 系统功能软件设计及其FPGA实现
4.1 软件无线电系统功能开发平台
4.1.1 基于BPSK的软件无线电通信平台
4.1.2 软件无线电系统功能划分
4.2 系统软件开发环境及设计语言概述
4.2.1 集成开发环境Quartus II
4.2.2 硬件描述语言介绍
4.2.3 Altera IP核
4.3 系统采样时钟产生模块
4.4 发射端功能软件化设计及其FPGA仿真实现
4.4.1 发射端并行通信接收口设计
4.4.2 数据并串转换组帧模块实现
4.4.3 BPSK调制上变频模块
4.5 接收端功能软件化设计及其FPGA仿真实现
4.5.1 数字下变频模块
4.5.2 BPSK解调模块
4.5.3 数据串并转换解帧的FPGA实现
4.5.4 接收端并行通信发送口设计
4.6 FPGA对外围器件配置控制设计
4.7 系统整体功能调试实现
4.7.1 系统稳定性验证
4.7.2 系统整体延时测试
4.8 本章小结
第五章 软件平台优化设计及其在DC/DC并联无线均流中应用
5.1 应用于并联DC/DC变换器系统的几种数据位宽设计
5.1.1 十位数据位宽设计及其系统测试
5.1.2 六位数据位宽设计及其系统测试
5.1.3 四位数据位宽设计及其系统测试
5.1.4 实验结果对比分析
5.2 并联BUCK系统无线均流稳态实验
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 图表清单
附录B 无线收发RTL级程序设计
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]变频技术在软件无线电中的应用研究[J]. 刘泽军,刘波粒. 无线电通信技术. 2007(03)
[2]射频带通采样技术在软件无线电电台中的应用[J]. 张沫阳,卢继华. 军民两用技术与产品. 2006(08)
[3]DC/DC模块有源均流技术研究[J]. 张军明,谢小高,吴新科,钱照明. 中国电机工程学报. 2005(19)
[4]DC/DC变换器无均流线均流控制方法[J]. 符赞宣,瞿文龙. 电力电子技术. 2003(05)
博士论文
[1]分布式电源系统稳定性研究[D]. 李安寿.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]基于FPGA的抗多径干扰遥测接收系统的研究与设计[D]. 李平.电子科技大学 2015
[2]基于软件无线电的高速信号处理平台设计与实现[D]. 刘建勋.西安电子科技大学 2014
[3]基于分时交替的高速高精度ADC设计与硬件实现[D]. 焦少波.电子科技大学 2013
[4]基于FPGA的数字下变频的研究与分析[D]. 罗琳.西安电子科技大学 2013
[5]基于FPGA的数字频谱分析仪的设计与优化[D]. 刘桂华.天津大学 2012
[6]基于SDR平台数字前端技术的研究与设计[D]. 陈思瑶.桂林电子科技大学 2011
[7]2.4GHz无线发射机射频前端的研制[D]. 王文斌.重庆大学 2010
[8]穿墙雷达收发信机研究[D]. 孔柯柯.电子科技大学 2010
[9]宽带DRFM的带宽扩展技术研究[D]. 李淑婧.西安电子科技大学 2010
[10]接收机射频前端关键模块的设计与实现[D]. 徐蕾.华中科技大学 2007
本文编号：3155369
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3155369.html
