基于FPGA的電子式互感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).pdf

1、電磁式互感器作為電磁測量的關(guān)鍵元件,其原理簡單,可靠性高且輸出容量大,應(yīng)用于電力系統(tǒng)中已有較長的歷史。然而,隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,超高壓,遠(yuǎn)距離,大容量輸電線路的出現(xiàn),使得電磁式互感器的缺點日益暴露出來[1-2]。傳統(tǒng)電磁式互感器存在著絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小的問題[2]。光電子技術(shù)等前沿科學(xué)逐步應(yīng)用到電力系統(tǒng)中,引發(fā)了互感器技術(shù)朝著小型化、智能化、數(shù)字化等方向發(fā)展[2],即電子式互感器。為保證電子式互感器有效可靠地

2、進行數(shù)字化輸出,對電子式互感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究就顯得至關(guān)重要。
　　得益于結(jié)構(gòu)簡單、易于編程的優(yōu)點,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心控制單元大多以單片機或DSP為核心。但隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)朝著高精度、高通信速率及多通道同步采樣的發(fā)展,現(xiàn)有的采集系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)了板上資源匱乏、程序效率與運行穩(wěn)定性偏低的情況。將FPGA運用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以有效提高通信速率[3];同時可以通過豐富的自定義模塊解決板上資源不足的問題;另外,較為底層的VerilogHD

3、L語言可以將控制過程精確到每一個時鐘周期,實際運行時具有良好的穩(wěn)定性,程序跑飛、重啟等現(xiàn)象不復(fù)存在。
　　基于上述理論,本文介紹了所研制的一種基于EP2C144C8型FPGA和AD7685模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。首先在深入分析設(shè)計要求的基礎(chǔ)上,為采集系統(tǒng)選擇、設(shè)計了適當(dāng)?shù)挠布娐?包括供電系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)理電路及通信系統(tǒng),并介紹了這些系統(tǒng)的工作原理;然后介紹了FPGA的數(shù)字邏輯開發(fā)技術(shù)及應(yīng)用VerilogHDL/FP