基于PCIe的8通道高速数据采集系统的设计与实现
本文选题:AD采样 + LVDS ; 参考:《郑州大学》2017年硕士论文
【摘要】:在变压器等电压较高的电气设备的绝缘层中会发生局部放电现象,局部放电会导致导体间的绝缘层局部发生短接,对绝缘层的绝缘性能产生影响。轻微的局部放电对绝缘层的绝缘性能影响较小,不会造成绝缘强度的明显下降,但对于强烈的局部放电,绝缘层的绝缘强度很快下降,这会影响设备的安全运行。局部放电是影响变压器稳定性的重要因素,本文基于变压器局部放电信号检测的需要,设计了一种高速数据采集系统,实现局部放电信号的AD采样变换和实时传输,使上位机能够实时接收这些采样数据。本系统分为采样模块和PCIe接口模块两部分,采用XC7K325T FPGA作为系统的控制和处理核心。采样模块将输入的模拟信号进行模数转换后发送给FPGA,在FPGA内部进行串并转换后由FIFO缓存;PCIe接口模块负责将FIFO中的数据组包,并在PCIe用户逻辑的控制下经4-lane PCIe接口传输给上位机。论文重点设计了ADC配置逻辑、串行LVDS接口逻辑和PCIe接口逻辑。ADC配置逻辑实现ADC工作模式的配置;串行LVDS接口逻辑包括位时钟对齐逻辑、框架同步时钟匹配逻辑和串并转换逻辑三部分,实现串行LVDS信号在FPGA内部的正确接收和串并转换;PCIe接口逻辑包括寄存器控制逻辑、发送引擎和接收引擎,实现上位机控制命令的下传和采样数据的上传。通过仿真和调试,采样模块的8个通道能以100MSPS采样速率对信号进行采样,FPGA能正确接收到采样数据,4-lane PCIe接口传输速率为1500M/S,能将采样数据实时传输给上位机。
[Abstract]:Partial discharge will occur in the insulation layer of electrical equipment with high voltage such as transformer. Partial discharge will lead to the partial connection between conductors, which will affect the insulation performance of the insulation layer. The slight partial discharge has little effect on the insulation performance of the insulation layer, and will not cause the obvious decrease of the insulation strength. However, for the strong partial discharge, the insulation strength of the insulation layer will decrease quickly, which will affect the safe operation of the equipment. Partial discharge is an important factor affecting transformer stability. Based on the need of transformer partial discharge signal detection, a high-speed data acquisition system is designed to realize AD sampling conversion and real-time transmission of partial discharge signal. This enables the upper computer to receive these sampled data in real time. The system is divided into two parts: sampling module and PCIe interface module. XC7K325T FPGA is used as the control and processing core of the system. The sampling module transmits the input analog signal to FPGA after analog-to-digital conversion. After serial and parallel conversion in FPGA, the FIFO cache is responsible for the data group packet in FIFO, and it is transmitted to the host computer via 4-lane PCIe interface under the control of PCIe user logic. This paper focuses on the design of ADC configuration logic, serial LVDS interface logic and PCIe interface logic .ADC configuration logic to realize the configuration of ADC mode, the serial LVDS interface logic includes bit clock alignment logic. The frame synchronous clock matching logic and serial-parallel conversion logic are used to realize the correct reception of serial LVDS signals in FPGA and the serial parallel conversion logic including register control logic, sending engine and receiving engine. The control command of upper computer is transmitted down and the sample data is uploaded. Through simulation and debugging, the 8 channels of the sampling module can sample the signal at the 100MSPS sampling rate. The sampling data can be correctly received by the 4-lane PCIe interface transmission rate of 1500 m / s, and the sampling data can be transmitted to the upper computer in real time.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP274.2
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 张博;刘子逸;;基于PES32NT24AG2芯片的PCIe交换器的实现[J];无线电通信技术;2014年03期
2 张博;刘子逸;;基于PES32NT24AG2芯片的PCIe交换器的实现[J];无线电工程;2014年07期
3 王晓庆;周晓波;赵强;;PCIE高速数据采集系统的驱动及上位机软件开发[J];计算机应用与软件;2013年09期
4 刘子骥;蒋亚东;祝红彬;李伟;;基于PCIE的红外焦平面探测器测试系统[J];红外与毫米波学报;2010年04期
5 陈乃塘;;细看PCIe接口PIPE规范[J];电子测试;2006年04期
6 ;单通道PCIe桥实现低延时高吞吐量[J];电子设计技术;2007年11期
7 邵敏茹;王保保;豆增发;;梯度收缩法在局部放电定位中的应用[J];计算机工程与应用;2009年29期
8 李燕青,律方成,刘云鹏,谢红玲;局部放电实验电路的改进与实现[J];电气电子教学学报;2003年05期
9 杨林军;;发电机局部放电非线性模式识别现状及展望[J];现代电子技术;2006年14期
10 何兰香;荆文忠;刘铁英;;基于神经网络的局部放电模式识别方法研究[J];信息技术;2009年01期
相关会议论文 前10条
1 李刚;韩立膑;朱铁剑;;数字式局部放电测试系统的研制[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
2 朱祖松;张红斌;;局部放电现场测试技术[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
3 冉汉政;刘华昌;于成龙;;直流局部放电测试系统的研制[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
4 王静;唐炬;魏刚;李剑;;统计参数用于局部放电模式识别的研究[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
5 虞苍璧;高胜友;李福祺;谈克雄;;使用组合神经网络的电容器模型局部放电模式识别研究[A];’02全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2002年
6 刘华昌;;电容器直流局部放电指纹分析[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
7 钱勇;黄成军;姚林朋;郭灿新;高明月;江秀臣;;地铁直流电缆局部放电故障分析[A];08全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2008年
8 于成龙;吴伟;;基于超高频传感器的变压器局部放电定位方法[A];第十届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2013年
9 王中龙;张营;戴嘉彤;王泽众;史琳;李欢欢;;一种识别局部放电类型的新方法[A];山东电机工程学会2012年度学术年会论文集[C];2012年
10 彭炜文;田慕琴;宋建成;温敏敏;;矿用隔爆型干式变压器典型局部放电模式识别[A];第24届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第6届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2014年
相关重要报纸文章 前5条
1 ;敲敲键盘 PCIE显卡超频也不难[N];中国计算机报;2005年
2 Dennis;普罗大众的PCIE显卡选购指南[N];中国计算机报;2004年
3 通讯员 李想 聂津;福州电业局局部放电测试技术通过鉴定[N];中国电力报;2005年
4 记者 祁文运;山西公司三科技项目通过验收[N];国家电网报;2011年
5 ;安捷伦ASIC领域获突破[N];人民邮电;2001年
相关博士学位论文 前10条
1 韩帅;频变电—热应力对高频电力变压器绝缘特性的耦合作用机制[D];山东大学;2015年
2 郑书生;变压器绕组中局部放电特高频定位方法研究[D];华北电力大学;2015年
3 金虎;基于多参量的GIS局部放电发展过程研究及严重程度评估[D];华北电力大学;2015年
4 罗杨;局部放电对聚酰亚胺薄膜的损伤特性及材料改性研究[D];西南交通大学;2014年
5 杨霁;基于小波多尺度变换的局部放电去噪与识别方法研究[D];重庆大学;2004年
6 牛海清;高压直流局部放电的模糊识别及去噪策略[D];华南理工大学;2009年
7 常文治;电力电缆中间接头典型缺陷局部放电发展过程的研究[D];华北电力大学;2013年
8 刘帆;局部放电下六氟化硫分解特性与放电类型辨识及影响因素校正[D];重庆大学;2013年
9 金卓睿;变压器局部放电超高频监测分形天线与最优小波去噪及信号识别研究[D];重庆大学;2008年
10 毕为民;变压器局部放电监测中以小波包去噪和统计量识别放电模式的研究[D];重庆大学;2003年
相关硕士学位论文 前10条
1 胡敬旭;基于PCIe的8通道高速数据采集系统的设计与实现[D];郑州大学;2017年
2 温春江;FPGA与PC间基于PCIe和千兆以太网的通信设计[D];西安电子科技大学;2014年
3 程波;计算机外存及PCI、PCIE总线设备测试装置设计[D];电子科技大学;2015年
4 王晓庆;PCIE高速数据采集系统的驱动及上位机软件开发[D];北京交通大学;2013年
5 史晓东;局部放电超声波传感器检测技术研究[D];河北大学;2015年
6 吴炬卓;中压电缆局部放电带电检测的白噪声抑制和放电类型识别方法研究[D];华南理工大学;2015年
7 陈武奋;局放的高频电流和超声信号与SVR估计模型研究[D];昆明理工大学;2015年
8 曾志明;改进的OGA-SVM及其在气体绝缘系统局部放电识别上的应用[D];华南理工大学;2015年
9 夏烨;智能GIS设备检测平台局部放电模拟技术的研究[D];华北电力大学;2015年
10 刘昌标;GIS特高频局部放电特征量优选及类型识别研究[D];华北电力大学;2015年
,本文编号:1895797
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1895797.html