基于ZYNQ的電能質(zhì)量檢測裝置設(shè)計與算法實現(xiàn).pdf

1、隨著如今電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量檢測裝置的要求越來越高，對于此類裝置的研究和設(shè)計也變得愈發(fā)重要。本文就是主要以XILINX公司的ZYNQ系列FPGA芯片為核心來設(shè)計一套全新架構(gòu)的電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)。通過文中分析國內(nèi)外裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，我們不難發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的電能檢測裝置不論是產(chǎn)品種類還是單品的性能都落后于國外發(fā)達國家。目前市場上的多數(shù)廠家都在使用DSP芯片來作為數(shù)據(jù)處理的主要計量芯片。隨著FPGA的發(fā)展，它有著區(qū)別于DSP獨特的并行運行優(yōu)勢，在很多領(lǐng)域

2、FPGA芯片已經(jīng)在慢慢取代DSP的地位，爭得了DSP芯片的許多市場。通過闡述分析了電能質(zhì)量檢測的內(nèi)容和標準之后，本文給出了電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計方案和硬件的電路拓撲。
　　在一般的AD采集系統(tǒng)中，被采樣的信號本身會存在頻率波動的情況。這種信號的波動會產(chǎn)生非同步采樣的問題從而使得FFT（或者DFT）的運算結(jié)果出現(xiàn)一定的頻譜泄露。一般實際中，人們使用過零點檢測法或加窗插值FFT算法來解決這一問題。由于過零點檢測存在很多問題，本文主

3、要使用加窗插值算法來提高設(shè)備的數(shù)據(jù)分析精度。在此基礎(chǔ)上，本文通過MATLAB分析了不同窗函數(shù)的效果并最終選擇了漢寧窗作為本設(shè)計的函數(shù)窗。
　　由于使用加窗插值算法過程中需要使用較多的大量數(shù)據(jù)計算，本文就是主要采用XILINX公司最新的ARM+FPGA架構(gòu)來實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速計算。該架構(gòu)充分利用了FPGA芯片強大且快速的運算能力，也結(jié)合了ARM靈活的可擴展性。在FPGA（PL）的設(shè)計上，本文主要結(jié)合VIVADO的IP核和自己用Ver