并聯(lián)DC/DC系統(tǒng)中軟件無(wú)線電信號(hào)傳輸優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 12:56
伴隨著對(duì)大功率供電系統(tǒng)的需求,DC/DC并聯(lián)均流技術(shù)能夠很好地滿足大功率負(fù)載的要求。隨著無(wú)線通信的發(fā)展,將無(wú)線通信應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域不僅減少?gòu)?fù)雜的物理連線且易于系統(tǒng)維護(hù)和重構(gòu),使DC/DC并聯(lián)無(wú)線均流技術(shù)越來(lái)越受科研人員的青睞。無(wú)線通信作為未來(lái)通信的手段,本文將先進(jìn)的軟件無(wú)線電技術(shù)用于DC/DC并聯(lián)系統(tǒng)中,并對(duì)軟件無(wú)線電設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和核心技術(shù)進(jìn)行了闡述。本文首先根據(jù)軟件無(wú)線電中心思想,對(duì)課題使用的無(wú)線收發(fā)硬件平臺(tái)及其選擇的器件進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,主要包括DSP模塊、FPGA模塊、ADC/DAC、本地振蕩器(SI4133)以及模擬正交上/下變頻器和智能天線,從而為進(jìn)一步的通訊算法優(yōu)化提供了基礎(chǔ)與平臺(tái)。本文搭建了基于BPSK的軟件無(wú)線電通信平臺(tái),并劃分了系統(tǒng)功能,分別從發(fā)射端與接收端描述信號(hào)處理的過(guò)程。使用集成開發(fā)工具Quartus II 11.0和Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)各通信功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括并行收/發(fā)通信接口、組幀/解幀模塊、BPSK調(diào)制/解調(diào)模塊以及數(shù)字下變頻和控制接口SPI設(shè)計(jì),并利用SignalTap II采集各模塊FPGA仿真波形,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。然后,將軟...
【文章來(lái)源】:安徽工業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.1.1 分布式電源系統(tǒng)概述
1.1.2 DC/DC變換器并聯(lián)均流技術(shù)
1.1.3 無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.2 無(wú)線均流控制策略的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 軟件無(wú)線電技術(shù)概述
1.3.1 軟件無(wú)線電基本概念
1.3.2 軟件無(wú)線電關(guān)鍵技術(shù)
1.4 課題研究目的
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 軟件無(wú)線電理論基礎(chǔ)及其核心技術(shù)
2.1 信號(hào)采樣基本理論
2.1.1 Nyquist采樣定理
2.1.2 帶通信號(hào)采樣理論
2.1.3 多速率信號(hào)處理理論
2.2 軟件無(wú)線電基本體系結(jié)構(gòu)
2.2.1 射頻全寬帶低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.2.2 射頻直接帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.2.3 寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.3 數(shù)字下變頻技術(shù)
2.3.1 數(shù)字下變頻基本原理
2.3.2 數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)
2.4 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)信號(hào)處理硬件平臺(tái)
3.1 系統(tǒng)硬件整體架構(gòu)概況
3.1.1 發(fā)射端信號(hào)處理過(guò)程
3.1.2 接收端信號(hào)處理過(guò)程
3.2 射頻模擬前端及天線
3.2.1 發(fā)射通道模擬上變頻模塊
3.2.2 接收通道模擬下變頻模塊
3.2.3 本地振蕩器
3.2.4 無(wú)源天線
3.3 數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
3.3.1 發(fā)射端D/A轉(zhuǎn)換模塊
3.3.2 接收端A/D轉(zhuǎn)換模塊
3.4 數(shù)字前端及基帶處理模塊
3.4.1 DSP模塊
3.4.2 FPGA模塊
3.5 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)功能軟件設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)
4.1 軟件無(wú)線電系統(tǒng)功能開發(fā)平臺(tái)
4.1.1 基于BPSK的軟件無(wú)線電通信平臺(tái)
4.1.2 軟件無(wú)線電系統(tǒng)功能劃分
4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述
4.2.1 集成開發(fā)環(huán)境Quartus II
4.2.2 硬件描述語(yǔ)言介紹
4.2.3 Altera IP核
4.3 系統(tǒng)采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊
4.4 發(fā)射端功能軟件化設(shè)計(jì)及其FPGA仿真實(shí)現(xiàn)
4.4.1 發(fā)射端并行通信接收口設(shè)計(jì)
4.4.2 數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換組幀模塊實(shí)現(xiàn)
4.4.3 BPSK調(diào)制上變頻模塊
4.5 接收端功能軟件化設(shè)計(jì)及其FPGA仿真實(shí)現(xiàn)
4.5.1 數(shù)字下變頻模塊
4.5.2 BPSK解調(diào)模塊
4.5.3 數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換解幀的FPGA實(shí)現(xiàn)
4.5.4 接收端并行通信發(fā)送口設(shè)計(jì)
4.6 FPGA對(duì)外圍器件配置控制設(shè)計(jì)
4.7 系統(tǒng)整體功能調(diào)試實(shí)現(xiàn)
4.7.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性驗(yàn)證
4.7.2 系統(tǒng)整體延時(shí)測(cè)試
4.8 本章小結(jié)
第五章 軟件平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在DC/DC并聯(lián)無(wú)線均流中應(yīng)用
5.1 應(yīng)用于并聯(lián)DC/DC變換器系統(tǒng)的幾種數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)
5.1.1 十位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.2 六位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.3 四位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
5.2 并聯(lián)BUCK系統(tǒng)無(wú)線均流穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 圖表清單
附錄B 無(wú)線收發(fā)RTL級(jí)程序設(shè)計(jì)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]變頻技術(shù)在軟件無(wú)線電中的應(yīng)用研究[J]. 劉澤軍,劉波粒. 無(wú)線電通信技術(shù). 2007(03)
[2]射頻帶通采樣技術(shù)在軟件無(wú)線電電臺(tái)中的應(yīng)用[J]. 張沫陽(yáng),盧繼華. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2006(08)
[3]DC/DC模塊有源均流技術(shù)研究[J]. 張軍明,謝小高,吳新科,錢照明. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(19)
[4]DC/DC變換器無(wú)均流線均流控制方法[J]. 符贊宣,瞿文龍. 電力電子技術(shù). 2003(05)
博士論文
[1]分布式電源系統(tǒng)穩(wěn)定性研究[D]. 李安壽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于FPGA的抗多徑干擾遙測(cè)接收系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 李平.電子科技大學(xué) 2015
[2]基于軟件無(wú)線電的高速信號(hào)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉建勛.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]基于分時(shí)交替的高速高精度ADC設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 焦少波.電子科技大學(xué) 2013
[4]基于FPGA的數(shù)字下變頻的研究與分析[D]. 羅琳.西安電子科技大學(xué) 2013
[5]基于FPGA的數(shù)字頻譜分析儀的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 劉桂華.天津大學(xué) 2012
[6]基于SDR平臺(tái)數(shù)字前端技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 陳思瑤.桂林電子科技大學(xué) 2011
[7]2.4GHz無(wú)線發(fā)射機(jī)射頻前端的研制[D]. 王文斌.重慶大學(xué) 2010
[8]穿墻雷達(dá)收發(fā)信機(jī)研究[D]. 孔柯柯.電子科技大學(xué) 2010
[9]寬帶DRFM的帶寬擴(kuò)展技術(shù)研究[D]. 李淑婧.西安電子科技大學(xué) 2010
[10]接收機(jī)射頻前端關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐蕾.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3155369
【文章來(lái)源】:安徽工業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究的背景和意義
1.1.1 分布式電源系統(tǒng)概述
1.1.2 DC/DC變換器并聯(lián)均流技術(shù)
1.1.3 無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.2 無(wú)線均流控制策略的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 軟件無(wú)線電技術(shù)概述
1.3.1 軟件無(wú)線電基本概念
1.3.2 軟件無(wú)線電關(guān)鍵技術(shù)
1.4 課題研究目的
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 軟件無(wú)線電理論基礎(chǔ)及其核心技術(shù)
2.1 信號(hào)采樣基本理論
2.1.1 Nyquist采樣定理
2.1.2 帶通信號(hào)采樣理論
2.1.3 多速率信號(hào)處理理論
2.2 軟件無(wú)線電基本體系結(jié)構(gòu)
2.2.1 射頻全寬帶低通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.2.2 射頻直接帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.2.3 寬帶中頻帶通采樣數(shù)字化結(jié)構(gòu)
2.3 數(shù)字下變頻技術(shù)
2.3.1 數(shù)字下變頻基本原理
2.3.2 數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)
2.4 數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)信號(hào)處理硬件平臺(tái)
3.1 系統(tǒng)硬件整體架構(gòu)概況
3.1.1 發(fā)射端信號(hào)處理過(guò)程
3.1.2 接收端信號(hào)處理過(guò)程
3.2 射頻模擬前端及天線
3.2.1 發(fā)射通道模擬上變頻模塊
3.2.2 接收通道模擬下變頻模塊
3.2.3 本地振蕩器
3.2.4 無(wú)源天線
3.3 數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
3.3.1 發(fā)射端D/A轉(zhuǎn)換模塊
3.3.2 接收端A/D轉(zhuǎn)換模塊
3.4 數(shù)字前端及基帶處理模塊
3.4.1 DSP模塊
3.4.2 FPGA模塊
3.5 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)功能軟件設(shè)計(jì)及其FPGA實(shí)現(xiàn)
4.1 軟件無(wú)線電系統(tǒng)功能開發(fā)平臺(tái)
4.1.1 基于BPSK的軟件無(wú)線電通信平臺(tái)
4.1.2 軟件無(wú)線電系統(tǒng)功能劃分
4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境及設(shè)計(jì)語(yǔ)言概述
4.2.1 集成開發(fā)環(huán)境Quartus II
4.2.2 硬件描述語(yǔ)言介紹
4.2.3 Altera IP核
4.3 系統(tǒng)采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊
4.4 發(fā)射端功能軟件化設(shè)計(jì)及其FPGA仿真實(shí)現(xiàn)
4.4.1 發(fā)射端并行通信接收口設(shè)計(jì)
4.4.2 數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換組幀模塊實(shí)現(xiàn)
4.4.3 BPSK調(diào)制上變頻模塊
4.5 接收端功能軟件化設(shè)計(jì)及其FPGA仿真實(shí)現(xiàn)
4.5.1 數(shù)字下變頻模塊
4.5.2 BPSK解調(diào)模塊
4.5.3 數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換解幀的FPGA實(shí)現(xiàn)
4.5.4 接收端并行通信發(fā)送口設(shè)計(jì)
4.6 FPGA對(duì)外圍器件配置控制設(shè)計(jì)
4.7 系統(tǒng)整體功能調(diào)試實(shí)現(xiàn)
4.7.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性驗(yàn)證
4.7.2 系統(tǒng)整體延時(shí)測(cè)試
4.8 本章小結(jié)
第五章 軟件平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其在DC/DC并聯(lián)無(wú)線均流中應(yīng)用
5.1 應(yīng)用于并聯(lián)DC/DC變換器系統(tǒng)的幾種數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)
5.1.1 十位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.2 六位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.3 四位數(shù)據(jù)位寬設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)測(cè)試
5.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
5.2 并聯(lián)BUCK系統(tǒng)無(wú)線均流穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 圖表清單
附錄B 無(wú)線收發(fā)RTL級(jí)程序設(shè)計(jì)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]變頻技術(shù)在軟件無(wú)線電中的應(yīng)用研究[J]. 劉澤軍,劉波粒. 無(wú)線電通信技術(shù). 2007(03)
[2]射頻帶通采樣技術(shù)在軟件無(wú)線電電臺(tái)中的應(yīng)用[J]. 張沫陽(yáng),盧繼華. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2006(08)
[3]DC/DC模塊有源均流技術(shù)研究[J]. 張軍明,謝小高,吳新科,錢照明. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(19)
[4]DC/DC變換器無(wú)均流線均流控制方法[J]. 符贊宣,瞿文龍. 電力電子技術(shù). 2003(05)
博士論文
[1]分布式電源系統(tǒng)穩(wěn)定性研究[D]. 李安壽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于FPGA的抗多徑干擾遙測(cè)接收系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 李平.電子科技大學(xué) 2015
[2]基于軟件無(wú)線電的高速信號(hào)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉建勛.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]基于分時(shí)交替的高速高精度ADC設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 焦少波.電子科技大學(xué) 2013
[4]基于FPGA的數(shù)字下變頻的研究與分析[D]. 羅琳.西安電子科技大學(xué) 2013
[5]基于FPGA的數(shù)字頻譜分析儀的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 劉桂華.天津大學(xué) 2012
[6]基于SDR平臺(tái)數(shù)字前端技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 陳思瑤.桂林電子科技大學(xué) 2011
[7]2.4GHz無(wú)線發(fā)射機(jī)射頻前端的研制[D]. 王文斌.重慶大學(xué) 2010
[8]穿墻雷達(dá)收發(fā)信機(jī)研究[D]. 孔柯柯.電子科技大學(xué) 2010
[9]寬帶DRFM的帶寬擴(kuò)展技術(shù)研究[D]. 李淑婧.西安電子科技大學(xué) 2010
[10]接收機(jī)射頻前端關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐蕾.華中科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3155369
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