基于fpga的spwm設(shè)計(jì)方案-全文預(yù)覽
【正文】 signal fre_t:std_logic_vector(7 downto 0)。 clk_in: in std_logic。use 。最后是實(shí)驗(yàn)室管理員張朝陽老師。幫助我完善了設(shè)計(jì)。硬件選擇。同時(shí)由于沒有對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致波形并不完美。比如頻率較低，頻率計(jì)算麻煩。最后，通過比較簡單的硬件，實(shí)現(xiàn)了SPWM。第4章?總結(jié)此設(shè)計(jì)從原理到實(shí)現(xiàn)，都以盡可能簡單的方式來實(shí)現(xiàn)SPWM。信號(hào)基本正確。圖 為內(nèi)部三角波信號(hào)。 圖 示波器顯示可以看出信號(hào)具有比較明顯的SPWM信號(hào)特征。 圖 波形調(diào)試 為了減小調(diào)試的復(fù)雜程度。波形生成器和控制時(shí)序生成器。同時(shí)，由于現(xiàn)在開發(fā)需要的數(shù)據(jù)越來越來，如何熟練的使用C語言讓計(jì)算機(jī)幫組計(jì)算也是非常重要的。軟件可以根據(jù)FPGA設(shè)計(jì)的不同流程選擇不同的工具和選擇不同的設(shè)計(jì)文件。 頂層設(shè)計(jì)為了直觀的進(jìn)行各信號(hào)之間的連接，頂層實(shí)體采用原理圖符號(hào)的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。比較器的比較操作有三角波時(shí)鐘進(jìn)行同步。RTL原理圖如圖 部分mif文件值如下表。如果想正弦波后移，根據(jù)三角公式，當(dāng)相位字超過周期的一半即可實(shí)現(xiàn)相位的后移。.. 地址發(fā)生器RTL原理圖地址發(fā)生器RTL仿真如圖 圖 地址發(fā)生器RTL仿真 相位調(diào)節(jié)器器 為了能夠精確的控制輸出SPWM，所以通過相位累加器精確調(diào)節(jié)正弦波的相位，從而控制SPWM的相位。當(dāng)達(dá)到最大值是從0重新開始。從RTL仿真可以看出，兩者的上升沿是同步的。選取三角波的頻率為為正弦波的16倍，且兩者應(yīng)該同步，所以設(shè)計(jì)了時(shí)鐘發(fā)生器。詳細(xì)程序見附錄1。 第2章?VHDL設(shè)計(jì) 總體框圖輸出比較器三角波地址正弦波地址三角波LUT正弦波LUT相位累加器地址發(fā)生器三角波時(shí)鐘正弦波時(shí)鐘時(shí)鐘發(fā)生器可調(diào)分頻器主時(shí)鐘 模塊設(shè)計(jì) 可調(diào)分頻器頻率控制可以通過控制相位增量來控制。應(yīng)該根據(jù)需要選擇合適的方法，否則可能造成資源的浪費(fèi)或無法實(shí)現(xiàn)指標(biāo)。FPGA是硬件級(jí)別的設(shè)計(jì)，可以快速實(shí)現(xiàn)查表等操作。 二、基于DSP控制的單相逆變電源設(shè)計(jì)方案，運(yùn)算速度快，但合成頻率較低且不可調(diào)。ubc=ubuc。調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了SPWM脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。由于當(dāng)梯形波幅值和三角波幅值相等時(shí)，其所含的基波分量幅值已超過了三角波幅值，從而可以有效地提高直流電壓利用率。該方法雖然可以很好地消除所指定的低次諧波，但是，剩余未消去的較低次諧波的幅值可能會(huì)相當(dāng)大，而且同樣存在計(jì)算復(fù)雜的缺點(diǎn)。規(guī)則采樣法是對(duì)自然采樣法的改進(jìn),其主要優(yōu)點(diǎn)就是是計(jì)算簡單,便于在線實(shí)時(shí)運(yùn)算,線性控制范圍較小。軟件生成法其實(shí)就是用軟件來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法，其有兩種基本算法：即自然采樣法和規(guī)則采樣法. 自然采樣法以正弦波為調(diào)制波,等腰三角波為載波進(jìn)行比較,在兩個(gè)波形的自然交點(diǎn)時(shí)刻控制開關(guān)器件的通斷,但由于三角波與正弦波交點(diǎn)有任意性，脈沖中心在一個(gè)周期內(nèi)不等距，從而脈寬表達(dá)式是一個(gè)超越方程，計(jì)算繁瑣，難以實(shí)時(shí)控制。通常采用等腰三角波作為載波，當(dāng)調(diào)制信號(hào)波為正弦波時(shí)，所得到的就是SPWM波形。基于FPGA的SPWM設(shè)計(jì)方案第1章?緒論 SPWM介紹PWM的全稱是Pulse Width Modulation（脈沖寬度調(diào)制）。它廣泛地用于直流交流逆變器等. SPWM原理實(shí)現(xiàn)方案 等面積法該方案實(shí)際上就是SPWM法原理的直接闡釋，用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波，然后計(jì)算各脈沖的寬度和間隔，并把這些數(shù)據(jù)存于微機(jī)中,通過查表的方式生成PWM信號(hào)控制開關(guān)器件的通斷,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出各開關(guān)器件的通斷時(shí)刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在計(jì)算繁瑣,數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大,不能實(shí)時(shí)控制的缺點(diǎn). 硬件調(diào)制法硬件調(diào)制法是為解決等面積法計(jì)算繁瑣的缺點(diǎn)而提出的,其原理就是把所希望的波形作為調(diào)制信號(hào),把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過對(duì)載波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。 軟件生成法由于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得用軟件生成SPWM波形變得比較容易，因此，軟件生成法也就應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)三角波既在其頂點(diǎn)又在底點(diǎn)時(shí)刻對(duì)正弦波進(jìn)行采樣時(shí)，由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬，在一個(gè)載波周期(此時(shí)為采樣周期的兩倍)內(nèi)的位置一般并不對(duì)稱，這種方法稱為非對(duì)稱規(guī)則采樣。其原理是對(duì)輸出電壓波形按傅氏級(jí)數(shù)展開，表示為u(ωt)=ansinnωt,首先確定基波分量a1的值，再令兩個(gè)不同的an=0，就可以建立三個(gè)方程，聯(lián)立求解得a1,a2及a3,這樣就可以消去兩個(gè)頻率的諧波。因此,為了提高直流電壓利用率，三角波為載波，且使兩波幅值相等，以兩波的交點(diǎn)時(shí)刻控制開關(guān)器件的通斷實(shí)現(xiàn)PWM控制。 單極性法：曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三
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