基于fpga的spwm 變頻系統(tǒng)設計

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1、從本學科出發(fā)，應著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果基于FPGA的SPWM變頻系統(tǒng)設計摘要:為減少電磁法儀發(fā)射和接收波的諧波畸變率,以FPGA為控制核心,設計了靈活的SPWM(正弦脈寬調制)變頻系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)SPWM自然采樣法原理,利用硬件描述語言設計了正弦波調制模塊,利用數(shù)字濾波器消除系統(tǒng)干擾。將系統(tǒng)用來控制電磁法儀器中發(fā)射機的發(fā)射,發(fā)射的數(shù)據(jù)經(jīng)濾波后傳到上位機上顯示,得到更穩(wěn)定的正弦波信號,大大減少了諧波畸變率?！　￡P鍵詞:FPGA;SPWM;電磁法;發(fā)射機　　中圖分類號:TP316文獻標識碼:A

2、　　文章編號:1004-373X(XX)01-180-0　　　　DesignofSPWMInverterSystemBasedonFPGA　　HUANGYun,YANGZunxian　　(FuzhouUniversity,Fuzhou,,China)　　Abstract:ForreducingtheharmonicdistortionrateoftransmittingandrecEivingwaveofelectromagnetic,asystemofSPWMBasedonFPGAissysteminaccordancewiththeprincipleofnaturalsampl

3、ingofSPWM,usinghardwaredescriptionlanguagetodesignsinusoidalmodulationmodule,usingdigitalfilterstoeliminatefiltering,dataistransmittedto課題份量和難易程度要恰當，博士生能在二年內(nèi)作出結果，碩士生能在一年內(nèi)作出結果，特別是對實驗條件等要有恰當?shù)墓烙?。從本學科出發(fā)，應著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果PC,asteadysinewavesignalisshowed,th

4、eharmonicdistortionrateisreducedgreatly.　　Keywords:FPGA;SPWM;electromagneticinstrument;transmitter　　　　0引言　　　　由于脈寬調制技術是通過調整輸出脈沖的頻率及占空比來實現(xiàn)輸出電壓的變壓變頻效果,所以在電機調速、逆變器等眾多領域得到了日益廣泛的應用[1]?！　《姶欧ㄗ鳛橐环N地球物理探測的有效方法,已經(jīng)廣泛地應用于礦藏勘探、地質災害預測等領域。電磁法儀一般包括發(fā)射機和接收機兩大部分[2,3]?，F(xiàn)階段,電磁法儀器的發(fā)射機部分一般直接采用等寬PWM技術,其電流諧波畸變率較大,電壓利用率不

5、高,效率很低[4,5]?！　”疚睦肍PGA技術,根據(jù)SPWM自然采樣法原理,設計了應用于電磁法儀的發(fā)射機的SPWM系統(tǒng)。該系統(tǒng)應用到現(xiàn)有的電磁法儀器中,與原來的PWM產(chǎn)生的效果進行比較,得到良好的效果?！　　　?SPWM技術原理　　課題份量和難易程度要恰當，博士生能在二年內(nèi)作出結果，碩士生能在一年內(nèi)作出結果，特別是對實驗條件等要有恰當?shù)墓烙?。從本學科出發(fā)，應著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果　　SPWM信號的原理為:用一組等腰三角形波與一個正弦波比較,其交點作為開關管“開”或“關”的時刻[6,7]

6、。產(chǎn)生SPWM信號有多種方法,如諧波消去法、等面積法、采樣法等[8,9]?！　±谜也ê偷妊切蔚慕稽c時刻決定開關管的開關模式,這種方法稱為自然采樣法。其可以分為單極性三角波調制法和雙極性三角波調制法,其原理圖如圖1所示。本文采用的是雙極性調制法。　　圖1三角波調制法原理圖　　　　SPWM系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)　　　　系統(tǒng)整體設計　　系統(tǒng)原理如圖2所示。系統(tǒng)先生成三角波信號和正弦波信號,通過兩者輸出的比較產(chǎn)生脈沖序列,并對輸出的脈沖進行死區(qū)延時、數(shù)字濾波等處理。主要模塊有:分頻器、三角載波發(fā)生器、正弦函數(shù)表尋址、正弦函數(shù)表、死區(qū)時間延時模塊和數(shù)字濾波模塊等。　　圖系統(tǒng)原理圖　　2.三角

7、載波發(fā)生器課題份量和難易程度要恰當，博士生能在二年內(nèi)作出結果，碩士生能在一年內(nèi)作出結果，特別是對實驗條件等要有恰當?shù)墓烙?。從本學科出發(fā)，應著重選對國民經(jīng)濟具有一定實用價值和理論意義的課題。課題具有先進性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果　　本設計中通過加減計數(shù)器來產(chǎn)生載波三角波,三角波的幅值取256。先從0開始計數(shù)到256,再從256減數(shù)到0,得到半個周期的三角載波,然后重復前半周期的計數(shù)方式,對得到的計數(shù)值取負,這樣就可以得到一個周期的三角載波。