基于FPGA的高精度電壓監(jiān)測(cè)儀檢驗(yàn)裝置的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、電壓監(jiān)測(cè)儀是一款具有對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)緩慢變化所引起的電壓偏差進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)功能的電子式儀器或儀表。作為監(jiān)測(cè)電壓質(zhì)量的重要工具，其可靠性和精確性對(duì)電量準(zhǔn)確無誤的統(tǒng)計(jì)、保證電網(wǎng)的安全供電發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而伴隨著電壓監(jiān)測(cè)儀的長(zhǎng)期使用，儀表器件的老化、參數(shù)的溫漂、外界環(huán)境影響等因素均會(huì)導(dǎo)致電壓監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量準(zhǔn)度降低，因此需要對(duì)其進(jìn)行定期的檢驗(yàn)。本文正是針對(duì)這一問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款基于FPGA(Field Programmable

2、 Gate Array)的直接數(shù)字合成(Direct Digital Synthesis，DDS)技術(shù)的電壓監(jiān)測(cè)儀檢驗(yàn)裝置，保證電壓監(jiān)測(cè)儀得到及時(shí)準(zhǔn)確的檢驗(yàn)。
　　首先，本文介紹了課題的選題背景及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，給出電壓監(jiān)測(cè)儀檢驗(yàn)裝置的技術(shù)指標(biāo)。其次，講述了該裝置實(shí)現(xiàn)的功能和工作流程，并陳述了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。再次，論述了直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)的工作原理，從相位的概念出發(fā)按一定的相位間隔，將待產(chǎn)生波形幅度的二進(jìn)制數(shù)據(jù)

3、存儲(chǔ)于高速存儲(chǔ)器作為查找表進(jìn)行頻率合成，使輸出相位連續(xù)，提高了頻率分辨率。然后，詳細(xì)闡述了FPGA外圍電路、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、濾波電路、功率放大電路的設(shè)計(jì)方案;并利用Multisim軟件對(duì)各部分電路進(jìn)行了理論仿真試驗(yàn)，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的電壓監(jiān)測(cè)儀檢驗(yàn)裝置方案的可行性。
　　最后，在研發(fā)的試驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)裝置能夠產(chǎn)生精度為0.05級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，并能夠動(dòng)態(tài)地顯示信號(hào)頻率以及正弦信號(hào)電壓的瞬時(shí)值。設(shè)計(jì)裝置輸出信