現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的研究
頁數(shù) 80 字數(shù) 36283
摘 要
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子系統(tǒng)的設(shè)計方法也發(fā)生了很大的變化，傳統(tǒng)的設(shè)計方法正逐步退出歷史舞臺，而基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計的主流。大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD和FPGA是當今應(yīng)用最廣泛的兩類可編程專用集成電路（ASIC），工程師可以利用它們在辦公室或?qū)嶒炇依镌O(shè)計出所需要的專用集成電路，從而大大縮短了產(chǎn)品的上市時間，降低了開發(fā)成本。本文主要講一種基于可編程邏輯陣列(FPGA)實現(xiàn)三相鎖相環(huán)(PLL)控制器的數(shù)字化方案。在單片F(xiàn)PGA中，采用硬件描述語言VHDL實現(xiàn)了包括d,q坐標變換、PI調(diào)節(jié)器、壓控振蕩器(VCO)模塊及其它實驗用模塊的三相鎖相環(huán)控制算法?；赟imulink的仿真結(jié)果顯示，在三相電壓頻率突變時，三相鎖相環(huán)對輸入信號頻率和相位鎖定時間小于兩個基波周期的，穩(wěn)態(tài)誤差小?；贔PGA硬件邏輯實現(xiàn)的三相鎖相環(huán)控制器實驗結(jié)果表明，在三相電壓畸變的輸入下，動態(tài)和靜態(tài)特性良好，對非線性負載和測量引起的諧波、直流偏移等干擾也不敏感，這種控制器能夠滿足柔性速度系統(tǒng)(FACTS)裝置對電壓和相位信息實時性和準確性的要求。

關(guān)鍵詞 變換器 控制器 鎖相環(huán)控制/現(xiàn)場可編程門陣列

目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 選題意義 1
1.2 研究內(nèi)容及背景 1
1.3 設(shè)計結(jié)構(gòu) 2
第2章 FPGA的概述 3
2.1 FPGA的結(jié)構(gòu)與設(shè)計工藝 3
2.1.1 FPGA的結(jié)構(gòu) 3
2.1.2 FPGA的設(shè)計 5
2.2 FPGA的產(chǎn)品概述及編程與配置 6
2.3 FPGA發(fā)展應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 9
2.4 FPGA的設(shè)計流程 10
2.4.1 設(shè)計輸入 11
2.4.2 設(shè)計實現(xiàn) 12
2.4.3 器件編程 13
2.4.4 設(shè)計校驗 13
2.5 面向FPGA的EDA開發(fā)流程 14
2.5.1 設(shè)計輸入 14
第3章 鎖相環(huán)的原理及分析 15
3.1 三相鎖相環(huán)的介紹 15
3.1.1 三相鎖相環(huán)的組成及各模塊的介紹 17
3.1.2 鑒相器特性 17
3.1.3 環(huán)路濾波器的特性 18
3.1.4 VCO的特性 19
3.2 三相鎖相環(huán)的工作原理 19
3.3 鎖相環(huán)路的電路特性及發(fā)展概況 25
3.3.1 良好的跟蹤特性 25
3.3.2 良好的窄帶濾波特性 25
第4章 EDA技術(shù)與VHDL及其發(fā)展過程 27
4.1 電子設(shè)計自動化技術(shù)及其發(fā)展 28
4.1.1 EDA技術(shù)發(fā)展概況 29
4.1.2 EDA技術(shù)的特點 30
4.1.3 EDA系統(tǒng)構(gòu)成 31
4.2 電子設(shè)計自動化應(yīng)用對象 32
4.3 硬件描述語言的介紹 34
4.3.1 硬件描述語言VHDL的特點 34
4.3.2 VHDL基本結(jié)構(gòu)簡介 38
4.3.3 數(shù)字電路的不同設(shè)計過程 39
4.3.4 VHDL語言的重要性 41
4.4 部分VHDL設(shè)計工具軟件使用指南 42
4.4.1 MAX PLUS II開發(fā)軟件簡介 42
4.4.2 設(shè)計流程 42
第5章 三相鎖相環(huán)的FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu)及其VHDL描述 44
5.1 d-q坐標變換模塊設(shè)計及其數(shù)學模型 44
5.2 PI濾波模塊設(shè)計及其數(shù)學模型 47
5.3 壓控振蕩器的概述 48
5.3.1 電感電容壓控振蕩器的研究現(xiàn)狀 48
5.3.2 振蕩器的基本原理 50
5.4 d-q變換模塊和PI調(diào)解器模塊的VHDL程序 51
5.4.1 d-q坐標變換模塊VHDL描述 51
5.4.2 PI濾波的描述 57
結(jié)論 62
致謝 64
參考文獻 65
附錄 66

參考文獻
1 求是科技.CPLD/FPGA應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐.人民郵電出版社，2005：1-50
2 路而紅.專用集成電路設(shè)計與電子設(shè)計自動化.清華大學出版社，2004：71-88
3 羅國新.CMOS集成電路應(yīng)用設(shè)計.福建科學技術(shù)出版社，2004：116-180
4 潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)與VHDL.清華大學出版社，2005：1-80
5 Muhammad H.Rashid.電力電子技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社，2004：507-520