全光纖電流互感器諧波相除算法的fpga實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，信號處理系統(tǒng)工作時，以FPGA為核心的控制總線啟動ADC的轉(zhuǎn)換，ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以補碼的形式傳送給FPGA，F(xiàn)PGA讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到輸入緩存器里，緩存器再將兩路數(shù)據(jù)送至兩個數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換得到的浮點數(shù)進入除法器，除法器得到的結(jié)果與比例補償因子進入乘法器相乘，乘法器輸出的結(jié)果是旋光角的正切值，地址選擇器利用非線性查表技術計算出旋光角的值，對ROM進行尋址，片選信號CS選擇對哪一個ROM尋址，將數(shù)據(jù)送至正確的通道進行傳輸，數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)查找表標志位和正負標志位的狀態(tài)對數(shù)據(jù)通道的選擇和實現(xiàn)正數(shù)到負數(shù)補碼的轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA將數(shù)據(jù)選擇器的輸出送至下一處理單元。
【專利說明】全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及集成電路【技術領域】，具體涉及一種全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著電力系統(tǒng)的認定電壓等級和傳輸容量的大幅度提高，傳統(tǒng)的電磁式互感器存在著一系列的不足，難以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，全光纖電流互感器以其自身的優(yōu)勢，取代了傳統(tǒng)的電磁式電流互感器在電力系統(tǒng)中的位置。專利號為201020675246.6，名稱為“高精度全光纖電流互感器”本發(fā)明公開了一種高精度全光纖電流互感器，包括光路系統(tǒng)和信號調(diào)制解調(diào)單元，所述光路系統(tǒng)包括光源、所述光源依次連接有消偏器、環(huán)形器、起偏器、相位調(diào)制器、光纖延遲線、λ/4波片、傳感光纖、光纖反射鏡，還包括與信號調(diào)制解調(diào)單元相連的光探測器。本發(fā)明通過信號調(diào)制解調(diào)單元和相位調(diào)制器實現(xiàn)了對光纖電流互感器的相位閉環(huán)控制，大大提高了系統(tǒng)的信噪比和抗干擾能力；采用全光纖結(jié)構和閉環(huán)檢測控制回路，提高了系統(tǒng)的可靠性；通過采用超低雙折射率、高菲爾德常數(shù)旋轉(zhuǎn)光纖做傳感光纖，降低了光路傳輸過程中偏振光的偏轉(zhuǎn)誤差。可廣泛應用于電力檢測領域。
[0003]數(shù)字信號處理具有快速性、穩(wěn)定性、可重復性、集成方便和精度高等優(yōu)點，在許多領域中已經(jīng)逐步代替了傳統(tǒng)的模擬信號處理。在全光纖電流互感器信號處理系統(tǒng)的接收處理端，核心問題是要有效快速的實現(xiàn)諧波相除算法，并保證系統(tǒng)的高精度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上問題本發(fā)明提供了一種在全光纖電流互感器信號處理系統(tǒng)的接收處理端實現(xiàn)諧波相除算法的FPGA方法。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，信號處理系統(tǒng)工作時，以FPGA為核心的控制總線啟動ADC的轉(zhuǎn)換，ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以補碼的形式傳送給FPGA，F(xiàn)PGA讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到輸入緩存器里，緩存器再將兩路數(shù)據(jù)送至兩個數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換器(Integer to Float Convertor),轉(zhuǎn)換得到的浮點數(shù)進入除法器(Divider )，除法器得到的結(jié)果與比例補償因子進入乘法器相乘(Multiplier)，乘法器輸出的結(jié)果是旋光角的正切值，地址選擇器利用非線性查表技術計算出旋光角的值，對ROM進行尋址，片選信號CS選擇對哪一個ROM尋址，將數(shù)據(jù)送至正確的通道進行傳輸，數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)查找表標志位和正負標志位的狀態(tài)對數(shù)據(jù)通道的選擇和實現(xiàn)正數(shù)到負數(shù)補碼的轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA將數(shù)據(jù)選擇器的輸出送至下一處理單元。
[0006]所述的比例補償因子為k，
【權利要求】
1.全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，其特征在于:信號處理系統(tǒng)工作時，以FPGA為核心的控制總線啟動ADC的轉(zhuǎn)換，ADC轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以補碼的形式傳送給FPGA，F(xiàn)PGA讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果到輸入緩存器里，緩存器再將兩路數(shù)據(jù)送至兩個數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換得到的浮點數(shù)進入除法器，除法器得到的結(jié)果與比例補償因子進入乘法器相乘，乘法器輸出的結(jié)果是旋光角的正切值，地址選擇器利用非線性查表技術計算出旋光角的值，對ROM進行尋址，片選信號CS選擇對哪一個ROM尋址，將數(shù)據(jù)送至正確的通道進行傳輸，數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)查找表標志位和正負標志位的狀態(tài)對數(shù)據(jù)通道的選擇和實現(xiàn)正數(shù)到負數(shù)補碼的轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA將數(shù)據(jù)選擇器的輸出送至下一處理單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，其特征在于:所述的比例補償因子為
3.根據(jù)權利要求1所述的全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換器包括兩種轉(zhuǎn)換:整型數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)時，首先將ADC采集的數(shù)據(jù)按照浮點數(shù)的格式要求規(guī)格化，然后確定符號位、階碼和尾數(shù)部分，最后對尾數(shù)部分進行舍入處理；浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為整型數(shù)是上述過程的逆過程；在FPGA內(nèi)部進行的都是整型數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)的運算。
4.根據(jù)權利要求1所述的全光纖電流互感器諧波相除算法的FPGA實現(xiàn)方法，其特征在于:所述的非線性查表技術是基于反正切函數(shù)的曲線斜率變化特性提出的，根據(jù)旋光角的正切值的大小和分段的區(qū)間計算出旋光角的值。
【文檔編號】G01R15/24GK103675392SQ201310560798
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權日:2013年11月13日
【發(fā)明者】朱俊 申請人:江蘇駿龍電力科技股份有限公司