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用TMS320LF2407和FPGA实现电能质量监测

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用TMS320LF2407和FPGA实现电能质量监测

用TMS320LF2407和FPGA实现电能质量监测
摘要:提出用TMS320LF2407和FPGA实现电能监测的一种方案,阐述各模块的设计和实现
方法,本方案中,FPGA用于采样16路交流信号并进行64次谐波分析;DSP和于电力参数的
计算。为了提高其通用性,还用FPGA设计了与外界通信的并口、串口模块,并实现了同
TMS320LF2407的并行和串行通信。
    关键词:电能质量 DSP FPGA FFT UART
随着人们对电能质量要求的日益提高,如何保证电能质量就成为一个热门话题。电能
质量监测的一项主要内容是谐波检测,即对多路模拟信号进行采集并进行谐波分析。本
系统对16路50Hz模块信号进行采样并进行64次谐波分析。如果仅仅依靠一个MCU(单片机
或控制型DSP)来进行处理,往往达不到实时性要求,所以采用DSP和FPGA相结合的方法
。利用DSP对电力参数进行计算,利用FPGA进行谐波分析。
系统主要包括数据采集电路、ADC模块、FPGA模块、DSP模块及上位机显示模块,其结
构如图1所示。

图1 系统框图

1 数据采集电路和ADC模块
对经过互感器调理成-
3.3~+3.3V(ADC测量的最大量程)的信号进行采样。根据香农抽样定理,对最高频率f
c的连续信号进行抽样,须保留其全部内容。抽样频率fs满足条件为:fs≥2fc。如图1系
统框图所示,本系统中,ADC采用的是MAX125,其单通道的转换时间为3μs。若利用内部
的采样保持器,可以同时采样4路信号,转换时间为12μs。为了同时采集已经过调理的1
6路模拟信号,必须对其进行采样/保持。在前向通道使用16路采样/保持器(SMP04),
再使用多路开关(MAX306)依次选择这16路信号,输入到MAX125的一个通道(CH1A),
并由FPGA发出转换信号CONVST。待转换结束,M……
标签:TIFPGATMS320LF2407
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