内容概要:本文详细介绍了SSPLL亚采样锁相环的建模、仿真及其应用。首先,阐述了SSPLL的基本概念和技术特点,强调其在通信、音频、工业控制等领域的广泛应用。接着,重点讲解了使用Verilog-A进行SSPLL建模的方法和步骤,包括确定电路功能和参数、设计电路模块、建模过程及注意事项。最后,讨论了通过仿真与测试验证SSPLL的性能和稳定性,展示了Verilog-A建模的优势和实用性。 适合人群:对锁相环技术和Verilog-A建模感兴趣的初学者和中级工程师。 使用场景及目标:①帮助读者掌握SSPLL亚采样锁相环的基本原理和技术细节;②提供详细的Verilog-A建模指导,使读者能够独立完成SSPLL的建模和仿真;③通过testbench和Simulink仿真工具,验证模型的正确性和实用性。 其他说明:本文不仅提供了理论知识,还附带了具体的建模实例和仿真结果,非常适合新手入门。
2025-10-22 19:53:24 393KB
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MMC整流器平均值模型simulink仿真,19电平,采用交流电流内环,直流电压外环控制,双二阶广义积分器锁相环,PI解耦环流抑制器,调制方式为最近电平逼近调制,完美运行。 波形一二为直流侧电压电流,波形三四分别为主控制器及环流抑制器输出调制信号。 本文所涉及的MMC(模块化多电平转换器)整流器平均值模型Simulink仿真研究,是电力电子领域中的一个重要课题,其研究内容具有较高的技术价值和实际应用前景。 MMC整流器作为一种新型的高压直流输电技术,以其模块化、灵活性、高效率等优点,在电力系统中扮演着越来越重要的角色。本文通过构建19电平的MMC整流器平均值模型,在Simulink环境下进行仿真研究,探讨了交流电流内环与直流电压外环的控制策略,以及双二阶广义积分器锁相环和PI解耦环流抑制器的应用。 交流电流内环控制是保证整流器输出电流稳定性的重要环节,它能够快速响应外部负载变化,实现对电流的精确控制。而直流电压外环控制则关注的是维持直流侧电压的稳定,这对于连接电网和直流负载之间起到关键的稳压作用。两者共同作用,形成了一个多环反馈控制体系,为保证整流器的稳定运行提供了坚实的基础。 双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)技术的应用,解决了在复杂电网环境下,对电网电压频率和相位的准确跟踪问题。DSOGI-PLL具有快速响应和高精度的特点,使得整流器能够在电网电压出现畸变或不平衡的情况下,仍然保持较好的相位跟踪性能。 再者,PI解耦环流抑制器的引入,有效地抑制了模块间产生的环流。环流的出现会对MMC整流器的性能造成负面影响,甚至可能导致设备损坏。PI解耦控制策略能够减少环流的波动,提高整体系统的运行效率和稳定性。 此外,文中提到的最近电平逼近调制策略(NLM),是一种高效的调制技术,它能够将参考信号与最近的电平进行匹配,以减少开关次数和开关损耗,提高整流器的效率。 仿真结果显示,通过上述控制策略和调制方法,所构建的19电平MMC整流器模型能够在Simulink环境下实现稳定和精确的运行。波形一二显示了直流侧电压和电流的输出情况,而波形三四则分别代表了主控制器和环流抑制器输出的调制信号。这表明模型在控制策略的辅助下,能够对电流动态进行有效的调整,并实时反馈至调制系统,达到预期的控制效果。 本文所列的文件名列表暗示了该研究内容的丰富性和多维度,如“整流器平均值模型仿真利用交流电流内环和.doc”等,显示了该研究不仅包含了理论分析和仿真模型的设计,还可能涵盖了相关的技术文档和实验结果。这些文件为深入理解MMC整流器的工作原理、控制策略及其在实际中的应用提供了宝贵的资源。 MMC整流器在未来的电网中将会扮演更加关键的角色,本文的研究对于推动该技术的发展具有重要的理论和实践意义。通过先进的控制策略和仿真技术,可以进一步提升MMC整流器的性能,为电力系统的稳定和高效运行提供有力的技术支持。
2025-10-16 21:26:54 959KB
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锁相环纯代码(C语言),不平衡电压下的锁相环,采用双二阶广义积分器(DSOGI-PLL),整个系统由simulink中的s-function模块进行编写,采用C语言进行编写,包括整个系统离散化,PI离散化。 1.系统离散化方法 2.锁相环以及正负序分离原理 3.通过stm32f407进行了验证,锁相精度较高,代码可以直接进行移植到ARM或者DSP中 支持simulink2022以下版本,联系跟我说什么版本,我给转成你需要的版本,因s-function是simulink中比较复杂的插件,故需要满足2017以上版本。
2025-10-10 09:03:43 338KB stm32
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三相VIENNA整流器仿真(全网独一份) matlab仿真 T型vienna整流器仿真 双闭环PI控制,中点电位平衡控制,SPWM调制,三相锁相环。 图3为三相电流波形,图4THD为1.01%,电感仅为2mL。 图4直流侧电压波形,能准确跟踪给定值750V,图5为直流母线侧上下电容电压,中点电位波动极小。 功率因数为99%以上。 三相VIENNA整流器仿真是一种电力电子设备仿真技术,其特点是具有高性能的电能转换能力。VIENNA整流器在电子技术中扮演着重要的角色,特别是在工业应用中,它对提高能效和减少对电网的污染起着至关重要的作用。本文将从几个方面深入探讨三相VIENNA整流器仿真的工作原理、性能特点以及在电子技术中的应用价值。 三相VIENNA整流器仿真在模拟和优化整流器性能方面具有独特优势。仿真可以帮助工程师在设计阶段预测和评估整流器的性能,包括其在不同负载和操作条件下的效率、稳定性以及电磁兼容性。仿真技术可以提前发现设计缺陷,减少实际制造和测试阶段的时间和成本。 在本案例中,三相VIENNA整流器采用了双闭环PI控制策略。PI控制,即比例-积分控制,是一种常见的反馈控制方法。通过调节比例增益和积分增益,控制系统可以快速响应负载变化,保证输出电压和电流的稳定性。双闭环PI控制意味着系统内部有两个闭环反馈回路,分别控制电流和电压,这使得整流器能够在变化的工况下保持更稳定的输出性能。 此外,整流器还包括了中点电位平衡控制。在三相VIENNA整流器中,中点电位的稳定性对整个系统的安全运行至关重要。由于不平衡的负载或者制造误差,中点电位可能出现偏差,这会导致电容电压的不均衡,进而影响整流器的正常工作。因此,中点电位平衡控制能够实时监测和调整中点电位,确保系统的稳定运行。 SPWM(正弦脉宽调制)调制是另一种关键技术。它通过调整开关器件的开关频率和占空比,将正弦波电压转换为脉冲宽度调制的波形,从而有效地控制交流侧和直流侧的能量传递。SPWM调制技术可以显著降低输出电流的谐波含量,提高整流器的电能质量。 为了进一步提升性能,三相VIENNA整流器还配置了三相锁相环。锁相环是电子系统中用于实现相位同步的电路或算法,它能够确保输出电压的频率和相位与输入电压同步,这对于提高整流器的动态响应和稳定性能至关重要。 从给出的仿真结果来看,图3中展示的三相电流波形表明电流波形接近正弦波,而且谐波失真度(THD)仅为1.01%,说明整流器具有良好的电流谐波抑制能力。电感的大小仅为2mH,这表明该仿真模型采用了小型化的电感设计,有助于缩小整流器的体积和重量。 直流侧电压波形能够准确跟踪给定值750V,说明整流器具备良好的电压稳定性。图5展示了直流母线侧上下电容电压,中点电位波动极小,这一特性对于提高整个系统的稳定性和可靠性具有重要意义。此外,功率因数高达99%以上,这说明整流器能够在提供有效功率的同时,大大减少无功功率的损耗,从而提升能源的利用效率。 三相VIENNA整流器仿真不仅展现出优异的性能指标,还具备了高度的控制灵活性和优化潜力。通过深入分析仿真结果,我们能够了解到该仿真模型在电能转换和管理方面的巨大优势。它不仅为工程师提供了一个强大的设计和测试平台,也展示了当前电力电子技术的最新进展。
2025-09-26 16:19:17 610KB gulp
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内容概要:本文介绍了LC_VCO(电感电容压控振荡器)的基本原理、电路结构、仿真方法及设计实践,适用于锁相环(PLL/CPPLL)系统中的高频信号生成。内容涵盖电感与电容的关键参数(如Q值、Rs、Rp、阻抗特性)、四种电路结构(N型、P型、NP互补型、带/不带尾电流源)、多种工艺库支持(tsmc18rf、smic55、tsmc65),以及1.8V/3.3V供电下2.4GHz或4.8GHz中心频率的设计目标,相位噪声低于-110dBc/Hz,功耗低于10mW。提供完整testbench、仿真公式、参数设置教程和参考PDF文档,便于新手逐步掌握仿真与优化流程。 适合人群:具备基本模拟电路知识的电子工程专业学生、射频集成电路初学者及工作1-3年的硬件研发人员。 使用场景及目标:①学习LC_VCO在PLL中的核心作用;②掌握电感电容建模与高频仿真方法;③实践不同结构与工艺下的性能对比;④完成低功耗、低相位噪声振荡器的设计验证。 阅读建议:建议结合提供的testbench进行实操仿真,先从单元件L/C特性入手,再逐步过渡到完整电路仿真,配合参考文档理解参数影响与优化策略。
2025-09-24 20:17:34 1.08MB
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内容概要:本文详细介绍了6kw单相光伏并网逆变器的设计与仿真研究。首先,文章阐述了两级式拓扑结构,前级为两路boost交错升压电路,后级为H4/Heric/H6逆变电路加LCL滤波电路。其次,文章探讨了多种控制策略,包括光伏电池的PO扰动观察法MPPT算法、Boost电路的电压电流双闭环控制、逆变电路的电压电流双闭环控制(含陷波器、PR控制、电网电压前馈控制、有源阻尼),以及单/双极性SPWM调制策略和SOGL-PLL锁相环。最后,文章展示了仿真结果,如光伏电池输出特性、并网电压电流波形、直流母线电压波形、锁相环跟踪效果和驱动信号,并进行了实验验证。 适合人群:从事光伏并网逆变器设计、电力电子技术研究的专业人士,以及对光伏并网系统感兴趣的科研人员和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于光伏并网发电系统的研究与开发,旨在提升逆变器的效率、稳定性和电能质量,确保其在不同电网环境下能够高效运行。 其他说明:文中提供的Plecs仿真模型、仿真报告、主功率硬件参数计算文档、环路参数计算文档及相关参考文献,有助于读者深入了解并掌握该逆变器的设计与实现细节。
2025-09-24 13:33:06 844KB
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锁相环路已在模拟和数字通信及无线电电子学等各个领域中得到了极为广泛的应用,特别是在数字通信的调制解调和位同步中常常要用到各种各样的锁相环。锁相就是利用输入信号与输出信号之间的相位误差自动调节输出相位使之与输入相位一致,或保持一个很小的相位差。 全数字锁相环路(Digital Phase-Locked Loop, DPLL)是现代电子系统中的关键组件,尤其在数字通信、无线电电子以及单片机设计中扮演着重要角色。它通过比较输入信号与输出信号的相位误差,自动调节输出信号的相位,使其与输入信号保持一致或相差极小,从而实现频率同步。锁相环路的核心功能在于提供精确的时钟信号,这对于调制解调和位同步至关重要。 传统的锁相环路由模拟电路组成,但随着数字集成电路技术的发展,全数字锁相环路应运而生。全数字锁相环路的主要组成部分包括数字鉴相器(DPD)、数字环路滤波器(DLF)和数控振荡器(DCO)。这些组件全部采用数字逻辑实现,提高了环路的稳定性和精度,同时也具有更高的灵活性和可编程性。 在具体设计中,一个典型的全数字锁相环路架构可能包括以下部分: 1. **数字鉴相器**:通常由异或门或其他逻辑门电路构成,用来检测输入信号IN64和输出信号OUT64之间的相位差。鉴相器的输出ud是一个占空比为50%的方波,表示输入和输出信号处于锁定状态,即相位差为90°。在VHDL等硬件描述语言中,可以编写代码来实现鉴相器的功能。 2. **数字环路滤波器**:通常由可逆计数器实现,根据鉴相器的输出ud控制计数方向。在ud为0时进行加计数,ud为1时进行减计数。环路滤波器的模数可以通过预置的输入端进行设置,提供不同范围的滤波特性。 3. **数控振荡器**:由加/减脉冲控制器和模N计数器组成,根据环路滤波器的输出调整输出信号的相位。通过改变计数器的分频系数,可以得到不同频率的输出信号,如64kHz、56kHz和16kHz。 在上述示例中,环路的中心频率f0为64kHz,由晶振电路提供。模H计数器将高频时钟Mf0分频为2Nf0,进而驱动整个锁相环。当环路锁定时,通过适当选择环路参数M、N和P,可以得到所需的各种输出频率。 例如,对于上述设计,M=224,N=14,P=16,这样就可以通过分频得到64kHz、56kHz和16kHz的输出。在环路未锁定时,鉴相器的输出ud会驱动环路滤波器和数控振荡器调整输出相位,直至达到锁定状态。 全数字锁相环路通过高度集成的数字电路实现了相位误差的精确控制,能够灵活适应各种通信系统的需求。在FPGA平台上,这种可编程能力使得设计者可以快速调整和优化锁相环的性能,满足特定应用场合的时钟同步要求。在本文提到的无线通信实验系统中,利用FPGA的剩余资源实现的全数字锁相环成功地为FSK、DPSK、QAM调制解调器提供了多种频率的精确时钟信号,展示了其在实际应用中的价值。
2025-09-09 20:51:33 498KB FPGA 可编程全数字锁相环路 FPGA
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在数字信号处理领域,锁相放大技术是一种用于提取微弱信号的常用方法,尤其适用于存在大量噪声的复杂环境。本文介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字锁相放大器的设计,该设计能够有效地从噪声中提取出有用的微弱信号。主要特点包括利用分布式算法实现数字低通滤波器,有效缓解了乘法器资源紧张的问题。 锁相放大器是一种同步相干检测器,它通过与参考信号的相关性来提高信号的信噪比。在强噪声干扰中,由于有用信号通常淹没在噪声中,传统的模拟信号处理方法难以有效提取信号。而锁相放大技术通过锁定特定频率的信号,过滤掉其他频率的噪声,从而实现信号的提取。 设计中的数字锁相放大器由以下几个主要部分构成:移相器、相关检测器、低通滤波器和矢量运算。移相器根据参考信号的频率将接收信号延迟半个周期,达到90度的移相效果。之后,相关检测器将移相后的信号与接收信号进行乘法操作,再通过低通滤波器处理以提取有用信号。在数字部分,主要利用FPGA实现,这对于硬件资源的分配和时序控制提出了更高的要求。 由于FPGA内乘法器资源有限,本文采用了分布式算法,该算法使用查找表(LUT)和移位寄存器代替乘法器,可以有效地节省硬件资源。分布式算法通过预先计算二进制位的所有累加组合并将其存储在LUT中,再通过移位操作和加法运算实现乘法累加运算。这种方法在FPGA设计中广泛使用,既节省了硬件资源,又满足了时序要求。 系统总体框图中的数字锁相放大器部分,具体包括移相器、相关检测器、低通滤波器和矢量运算模块。接收的模拟信号首先通过天线前置放大和AD转换,之后进入FPGA进行数字信号处理。通过移相器对信号进行90度的相位移动,然后与参考信号进行相关性检测,从而实现信号的提取。低通滤波器负责过滤掉高频率的噪声,提取出有用信号。矢量运算则根据信号的相位和幅度进行相关计算,最终得到信噪比提高后的信号。 在FPGA实现过程中,需要考虑到硬件资源和理论设计之间的差异。设计人员通过分布式算法有效解决了FPGA内部乘法器资源紧缺的问题,这对于实际应用具有重要的意义。 本设计采用的FIR滤波器是利用Matlab中的滤波器设计工具fdatool进行设计的,其参数设定了通带范围和滤波器的阶数。滤波器的理想幅频响应曲线为设计提供了直观的参考。数字滤波器的结构框图展示了其由M位移位寄存器、LUT查找表和加减运算部分组成。这种结构使得滤波器在处理信号时能够更加灵活和高效。 基于FPGA的数字锁相放大器的设计是微弱信号检测领域的一项创新技术,它不仅提高了信号处理的精确度,而且优化了硬件资源的使用。通过应用分布式算法,它解决了FPGA内部资源紧张的问题,并通过数字低通滤波器有效地提高了信噪比。这些技术的进步对于未来的测井技术及其他应用领域具有重要的推动作用。
2025-09-08 18:45:35 2.48MB
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内容概要:本文详细介绍了基于AC7020 FPGA的数字锁相放大器电路设计及其在高精度TDLAS技术中的应用。首先展示了电路图的设计思路,采用24位Δ-Σ ADC进行高速采样,并利用FPGA内部的DSP48单元实现高效的混频运算。接着阐述了核心算法的Verilog代码实现,包括相位累加器的设计以及频率跟踪机制。随后讨论了低通滤波器的设计,采用了CIC+FIR级联结构,有效提高了信噪比并降低了带外干扰。最后解决了时钟抖动的问题,确保系统的稳定性和性能指标。 适合人群:从事FPGA开发、信号处理、光学传感领域的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标:适用于需要高精度信号处理的应用场合,如气体检测、光谱分析等。目标是提高系统的动态储备、降低相位噪声、减少功耗,从而提升整体性能。 其他说明:文中提到的技术细节对于理解和优化类似系统具有重要参考价值,特别是关于硬件设计和软件编程方面的技巧。
2025-09-08 18:44:56 553KB FPGA Verilog DSP FIR滤波器
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基于AC7020 FPGA的数字锁相放大器电路设计及其在高精度TDLAS技术中的应用。首先展示了电路图的设计思路,采用24位Δ-Σ ADC进行高速采样,并利用FPGA内部的DSP48单元实现高效的混频处理。接着深入探讨了核心算法的Verilog代码实现,特别是相位累加器的设计细节,确保了极高的频率分辨率。此外,文章还讨论了低通滤波器的设计,采用了CIC+FIR级联结构,有效提升了信噪比。最后,解决了时钟抖动的问题,通过优化时钟分配和布局约束,实现了稳定的性能表现。最终测试结果显示,该设计达到了120dB的动态储备和-145dBc/Hz的相位噪声,功耗仅为2.3W。 适合人群:从事FPGA开发、信号处理以及光学传感领域的工程师和技术研究人员。 使用场景及目标:适用于需要高精度信号处理的应用场合,如气体检测、工业自动化等领域。目标是提高系统的稳定性和灵敏度,降低功耗。 其他说明:文中提到的技术细节和解决方案对提升锁相放大器的性能具有重要参考价值,特别是在应对复杂工业环境方面表现出色。
2025-09-08 18:44:26 624KB FPGA Verilog DSP 时钟管理
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