發(fā)布時間：2023-11-12 16:08

　　在高電壓測試技術方面,使用FPGA嵌入式芯片有著成本低、體積小、性能強、使用靈活等優(yōu)點;而手機、Pad等安卓設備便攜性好,有著出眾的顯示界面和較強的運算能力,將二者的優(yōu)勢相結合,把數據采集模塊以嵌入式的形式裝在各種測量終端中,而將顯示及運算模塊交給便攜式的安卓設備完成,將是一個前景廣闊的發(fā)展方向。本設計實現的便是一個基于FPGA的嵌入式數據采集模塊,具有工頻信號采集、脈沖信號采集、多種方式觸發(fā)、UART通訊等功能。模塊使用電池供電,能夠進行浮地測量,可應用于工頻電壓電流信號采樣、功率分析、雷電沖擊類波形的記錄和簡易示波等場合。探究了以FPGA為核心的采集單元在局放檢測上的一個可行性,高頻低頻采集可相互協(xié)調配合,并能夠作為安卓設備的前端來使用,在高壓測量領域有著很廣泛的應用。本設計使用Verilog HDL語言編寫程序,使用FPGA芯片控制ADC141采集4k長度的工頻信號,并在FPGA內部完成過零檢測及移相觸發(fā),實現了對相位的檢測功能。實現基于AD9226采樣數據的內觸發(fā)功能,能在檢測到脈沖信號后以高頻采集8k信號。本設計實現了上位機通過UART對FPGA的指令控制,包括各種觸發(fā)功能設...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 應用場景和研究現狀
    1.2 研究思路和設計結構
    1.3 論文章節(jié)安排
第二章 AD芯片采樣控制
    2.1 ADC141 采樣控制
        2.1.1 芯片概述
        2.1.2 Verilog程序設計
        2.1.3 ModelSim功能仿真
        2.1.4 SignalTap Ⅱ板級驗證
    2.2 AD9226 采樣控制
        2.2.1 芯片概述
        2.2.2 Verilog程序設計
        2.2.3 ModelSim功能仿真
        2.2.4 SignalTap Ⅱ板級驗證
    2.3 本章小結
第三章 AD芯片觸發(fā)功能
    3.1 觸發(fā)功能對高壓測量的意義
    3.2 ADC141 移相觸發(fā)功能
        3.2.1 讀取數據和判別零點
        3.2.2 相位角度計數并發(fā)出脈沖
        3.2.3 ModelSim功能仿真
        3.2.4 SignalTap Ⅱ板級驗證
    3.3 AD9226 內觸發(fā)功能
        3.3.1 觸發(fā)功能設定
        3.3.2 邊沿檢測及觸發(fā)信號產生
        3.3.3 ModelSim功能仿真
        3.3.4 SignalTap Ⅱ板級驗證
    3.4 本章小結
第四章 數據存儲和UART
    4.1 ADC141在RAM中的存儲
        4.1.1 RAM存儲控制
        4.1.2 ModelSim功能仿真
        4.1.3 SignalTap Ⅱ板級驗證
    4.2 AD9226在FIFO中的存儲
        4.2.1 FIFO存儲控制
        4.2.2 ModelSim功能仿真
        4.2.3 SignalTap Ⅱ板級驗證
    4.3 內存數據的UART傳輸設計
        4.3.1 接收指令數據
        4.3.2 完成指令解析
        4.3.3 傳輸內存數據
    4.4 本章小結
第五章 聯(lián)合調試與實驗
    5.1 工頻信號采集
    5.2 脈沖信號采集
        5.2.1 實驗1 ,上升沿,10%觸發(fā)位置,50MSPS
        5.2.2 實驗2 ,上升沿,10%觸發(fā)位置,10MSPS
        5.2.3 實驗3 ,上升沿,50%觸發(fā)位置,10MSPS
        5.2.4 實驗4 ,下降沿,10%觸發(fā)位置,10MSPS
    5.3 局放模擬實驗
    5.4 本章小結
第六章 結束語
    6.1 設計總結
    6.2 后續(xù)研究
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3863490