屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用
“特级熬夜选手”通过精心收集,向本站投稿了10篇屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用,今天小编就给大家整理后的屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用,希望对大家的工作和学习有所帮助,欢迎阅读!
篇1:屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用
屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用
汽车曲轴信号的干扰可能导致发动机熄火,曲轴信号电磁干扰主要来自发动机点火系统.通过对Roewe某款车型的曲轴信号干扰的分析,研究了采用屏蔽线方式改善曲轴信号的干扰,在不改变点火方式的前提下,得到比较干净的'曲轴信号.为汽车电子电器系统抗干扰设计提供了有价值的参考依据.
作 者:胡朝峰 HU Chao-feng 作者单位:上海汽车集团股份有限公司技术中心电子电器部,上海,04 刊 名:汽车电器 英文刊名:AUTO ELECTRIC PARTS 年,卷(期): “”(2) 分类号:U463.68 关键词:汽车点火系统 曲轴信号 电磁干扰 屏蔽线篇2:变频器应用中的干扰及其抑制
变频器应用中的干扰及其抑制
河南职业技术师范学院 李国厚Li Guohou
摘要:变频器在工业生产中的应用越来越广泛,其干扰问题日益引起人们的重视。本文主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径,提出了抗干扰的实际解决方法,阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施。
关键词:变频器 干扰 抑制
Abstract:The application of the inverters in the industrial production is becoming more and
more universal,and its interface is being paid much attention.The source and spreading route in the
application system of the inverter are introduced in this paper,some practical resolvents are put forward,and the concrete measures in the system design and installment are expounded.
Key words:Inverter Interface Restrain
[中图分类号]TN973 [文献标识码]B 文章编号 1561-033006-00
1 引言
变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术。它以很好的调速、节能性能,在各行各业中获得了广泛的应用。由于其采用软启动,可以减少设备和电机的机械冲击,延长设备和电机的使用寿命。随着科学技术的高速发展,变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中,如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用,保证了调节精度,减轻了工人的劳动强度,提高了经济效益,但随之也带来了一些干扰问题。现场的供电和用电设备会对变频器产生影响,变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行。变频器产生的干扰主要有三种:对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰。对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰。如果变频器的干扰问题解决不好,不但系统无法可靠运行,还会影响其他电子、电气设备的正常工作。因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨,以促进其进一步的推广应用。下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法。
2 变频调速系统的主要电磁干扰源及途径
2.1 主要电磁干扰源
电磁干扰也称电磁骚扰 (EMI),是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰,通常是通过电路传导和以场的形式传播的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外,变频器的逆变器大多采用PWM技术,当其工作于开关模式并作高速切换时,产生大量耦合性噪声。因此,变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源。另一方面,电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器。电网中存在大量谐波源,如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等。这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变,从而对电网中其他设备产生危害的干扰。变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后,若不加以处理,电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰。其次,共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。
2.2 电磁干扰的途径
变频器能产生功率较大的谐波,对系统其他设备干扰性较强。其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的,主要分电磁辐射、传导、感应耦合。具体为:①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声,使得电动机铁耗和铜耗增加,并传导干扰到电源,通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合,感应出干扰电压或电流。同样,系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作。下面分别加以分析。
(1)电磁辐射
变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内,它就可以通过空间向外辐射电磁波。其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载,它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰。变频器的逆变桥大多采用PWM技术,当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时,其输出的电压和电流的功率谱是离散的,并且带有与开关频率相应的高次谐波群。高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出。
当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞,则辐射强度与干扰信号的波长有关,当孔洞的大小与电磁波的波长接近时,会形成干扰辐射源向四周辐射。而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射。同样,变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作。
(2)传导
上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射,也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路。与辐射干扰相比,其传播的路程可以很远。比较典型的传播途径是:接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络,并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络,使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者。
(3)感应耦合
感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径。当干扰源的频率较低时,干扰的电磁波辐射能力相当有限,而该干扰源又不直接与其它导体连接,但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合,在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压。感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现,也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现,这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等
因素有关。
3 抗电磁干扰的措施
据电磁性的基本原理,形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素。为防止干扰,可采用硬件和软件的抗干扰措施。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和防两方面入手来抑制干扰,其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。
(1)隔离
所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中,通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。
(2)滤波
设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器。为减少对电源的干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备,可在电源线上设置电源噪声滤波器,以免传导干扰。
(3)屏蔽
屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,不让其电磁干扰泄漏。输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号控制变频器时,要求信号线尽可能短(一般为20m以内),且信号线采用双芯屏蔽,并与主电路及控制回路完全分离,不能放于同一配管或线槽内,周围电子敏感设备线路也要求屏蔽。为使屏蔽有效,屏蔽罩必须可靠接地。
(4)接地
实践证明,接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段。良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式,要根据具体情况采用,要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰。
单点接地指在一个电路或装置中,只有一个物理点定义为接地点。在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点。在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度,系统采用单点接地和多点接地共用的方式。变频器本身有专用接地端子PE端,从安全和降低噪声的需要出发,必须接地。既不能将地线接在电器设备的外壳上,也不能接在零线上。可用较粗的短线一端接到接地端子PE端,另一端与接地极相连,接地电阻取值<100Ω,接地线长度在20m以内,并注意合理选择接地极的位置。当系统的抗干扰能力要求较高时,为减少对电源的干扰,在电源输入端可加装电源滤波器。为抑制变频器输入侧的谐波电流,改善功率因数,可在变频器输入端加装交流电抗器,选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定,一般情况下采用为好。为改善变频器输出电流,减少电动机噪声,可在变频器输出端加装交流电抗器。图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施。
以上抗干扰措施可根据系统的'抗干扰要求来合理选择使用。若系统中含控制单元如微机等,还须在软件上采取抗干扰措施。
(5)正确安装
由于变频器属于精密的功率电力电子产品,其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作。正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行。变频器对安装环境要求较高。一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度-10℃,最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方,对振动冲击较大的场合,应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中,如潮湿管道下面,应尽量采用密封柜式结构,并且要确保变频器通风畅通,确保控制柜有足够的冷却风量,其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值。安装工艺要求如下:
① 确保控制柜中的所有设备接地良好,应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网,因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上。按国家标准规定,其接地电阻应小于4欧姆。另外与变频器相连的控制设备(如PLC或PID控制仪)要与其共地。
② 安装布线时将电源线和控制电缆分开,例如使用独立的线槽等。如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉,应成90°交叉布线。
③ 使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时,确保未屏蔽之处尽可能短,条件允许时应采用电缆套管。
④ 确保控制柜中的接触器有灭弧功能,交流接触器采用R-C抑制器,也可采用压敏电阻抑制器,如果接触器是通过变频器的继电器控制的,这一点特别重要。
⑤ 用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时,要将屏蔽层双端接地。
⑥ 如果变频器运行在对噪声敏感的环境中,可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰。为达到最优效果,滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性。
4 变频控制系统设计中应注意的其他问题
除了前面讨论的几点以外,在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题。
(1)在设备排列布置时,应该注意将变频器单独布置,尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中,由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置,应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开,比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间。
(2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护,但切记不可频繁操作。由于变频器内部有大电容,其放电过程较为缓慢,频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
(3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现,不要通过接触器实现启/停。否则,频繁的操作可能损坏内部元件。
(4)尽量减少变频器与控制系统不必要的连线,以避免传导干扰。除了控制系统与变频器之间必须的控制线外,其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源,而生产厂家为了节省一个直流电源,往往用一个直流电源分两路分别对两个系统供电,有时变频器会通过直流电源对控制系统产生传导干扰,所以在设计中或订货时要特别加以说明,要求用两个直流电源分别对两个系统供电。
(5) 注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响,使电网波型严重畸变,可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低,大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数,同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加电抗器以减少对电网产生的影响,而进线电抗器可以由变频器供应商配套提供,但在订货时要加以说明。
(6)变频器柜内除本机专用的空气开关外,不宜安置其它操作性开关电器,以免开关噪声入侵变频器,造成误动作。
(7)应注意限制最低转速。在低转速时,电机噪声增大,电机冷却能力下降,若负载转矩较大或满载,可能烧毁电机。确需低速运转的高负荷变频电机,应考虑加大
额定功率,或增加辅助的强风冷却。
(8)注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分,电机转矩中含有脉动分量,有可能造成电机的振动与机械振动产生共振,使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后,利用变频器频率跳跃功能设置,躲开共振频率点。
5 结束语
以上通过对变频器运行过程中存在的干扰问题的分析,提出了解决这些问题的实际方法。随着新技术和新理论不断在变频器上的应用,变频器应用存在的这些问题有望通过变频器本身的功能和补偿来解决。随着工业现场和社会环境对变频器的要求不断提高,满足实际需要的真正“绿色”变频器不久也会面世。
参考文献
[1] 韩安荣。通用变频器及其应用(第2版)[M].北京:机械工业出版社,
[2] 吴忠智,吴加林,变频器应用手册[Z].北京: 机械工业出版社,1995
[3] 王定华等。电磁兼容性原理与设计[M].四川:电子科技大学出版社,1995
[4] 电磁兼容性术语(GB/T4365 1995)[S].北京:中国标准出版社,
[5] 张宗桐。变频器及其装置的EMC要求[J.,变频器世界,2000,(9)
[6] 郑旭东,关鸿权,吴赤兵。通用变频器运行过程中存在的问题及对策[J].石化技术,,8(4)
作者简介
李国厚(1968―)男 讲师,毕业于浙江大学,硕士研究生在读,主要从事自动控制方面的应用研究和教学工作,已经先后在十余种专业期刊上发表论文近30篇。
摘自《变频器世界》第六期
篇3:电磁干扰的产生及PCB设计中的抑制方案
电磁干扰的产生及PCB设计中的抑制方案
电磁兼容性(EMC)常是制约设备间匹配性和正常性能实现的'重要因素,因此电磁兼容性设计也是航天器设计中要考虑的关键因素.文章主要介绍了电磁干扰的产生原因,并从合理布局与布线、电容的设计、逻辑电路的使用等方面论述了如何在印制电路板(PCB)设计过程中减少电磁干扰.
作 者:潘宇倩 白东炜 PAN Yuqian BAl Dongwei 作者单位:潘宇倩,PAN Yuqian(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙,410073;北京空间飞行器总体设计部,北京,100094)白东炜,BAl Dongwei(北京空间飞行器总体设计部,北京,100094)
刊 名:航天器工程 ISTIC英文刊名:SPACECRAFT ENGINEERING 年,卷(期): 16(3) 分类号:V41 关键词:电磁干扰 PCB设计 电磁兼容性篇4:自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用
自适应噪声对消在抑制振动干扰中的应用
摘要:现实生活中存在大量非平稳随机振动干扰信号,将它们从有用信号中滤除具有十分重要的意义.介绍自适应信号的处理方法及其在抑制振动信号中的应用,并采用自适应噪声对消处理的.方法对振动干扰进行对消处理.用MATLAB进行仿真验证的结果表明:自适应噪声对消在处理因振动干扰而产生的非平稳随机信号时,具有可行性,消噪效果较好.作 者:谭玉芳 杨方 TAN Yufang YANG Fang 作者单位:东北农业大学工程学院,哈尔滨,150030 期 刊:农业科技与装备 Journal:AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY AND EQUIPMENT 年,卷(期):, “”(2) 分类号:X839.1 关键词:振动信号 自适应噪声对消 LMS算法 MATLAB仿真篇5:浅谈电磁兼容及在ZPW-A中的应用
浅谈电磁兼容及在ZPW-A中的应用
阐述了电子设备设计中的电磁兼容设计方法及措施,一方面降低设备自身对外部的`电磁辐射干扰,另一方面提高设备抗击外部对自身干扰的性能,并列举了应用实例.
作 者:吴兰 Wu Lan 作者单位:上海铁路通信工厂,上海,36 刊 名:铁路通信信号工程技术 英文刊名:RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION ENGINEERING 年,卷(期): 6(3) 分类号:U2 关键词:电磁兼容 传导 辐射 干扰篇6:航天器环境试验设备计量测试系统中的电磁干扰及其抑制综述
航天器环境试验设备计量测试系统中的电磁干扰及其抑制综述
介绍了在环境试验设备计量测试过程中常见的一些电磁干扰现象,通过对这些现象的分析,提出了一些解决问题的`措施,最终达到抗干扰的目的.
作 者:郝慧萍 高明 HAO Hui-ping GAO Ming 作者单位:中国航天科技集团公司五院514所,北京,100086 刊 名:宇航计测技术 ISTIC英文刊名:JOURNAL OF ASTRONAUTIC METROLOGY AND MEASUREMENT 年,卷(期): 27(2) 分类号:V444 关键词:环境试验 测量 抗干扰篇7:频率细化技术在超低频/极低频电磁信号检测中的应用
频率细化技术在超低频/极低频电磁信号检测中的应用
离散快速傅里叶变换算法在频谱分析中得到了广泛的应用,这种算法得到的计算结果是在整个频段上的频谱信息.在一些应用中,需要了解的仅仅是某一窄带内的频谱精细结构,要求频谱的分辨率较高.而要得到一个较高分辨率的频谱,直接采用快速傅里叶变换计算则会导致参加快速傅里叶变换运算的'数据点数的增加,从而引起计算量和存储量的急剧增大,这样,快速傅里叶变换算法就不能满足要求了.本文介绍了基于复调制的频率细化技术的原理及其在超低频/极低频电磁接收机研制中的应用,阐述了采用这种技术如何实现高分辨率频谱的计算,并给出了理论数据和实际观测数据的计算结果.
作 者:王兰炜 赵家骝 王子影 庞丽娜 Wang Lanwei Zhao Jialiu Wang Ziying Pang Lina 作者单位:王兰炜,王子影,Wang Lanwei,Wang Ziying(中国北京,100085,中国地震局地壳应力研究所)赵家骝,Zhao Jialiu(中国北京,100036,中国地震局地震预测研究所)
庞丽娜,Pang Lina(中国北京,100036,中国地震台网中心)
刊 名:地震学报 ISTIC PKU英文刊名:ACTA SEISMOLOGICA SINICA 年,卷(期):2007 29(1) 分类号:P315.61 关键词:超低频/极低频 快速傅里叶变换算法 频率细化技术 频谱篇8:TigerSHARC DSP在信号处理系统中的应用
TigerSHARC DSP在信号处理系统中的应用
摘要:文中讨论了TiserSHARCDSP在信号处理系统中的几个应用问题。介绍了多片TigerSHARCDSP芯片构成的信号处理系统组成;估计了系统的运算量、所需的计算时间以及完成算法所需的DSP数目;讨论了DSP复位波形的要求以及与CPLD配置芯片的关系;最后说明了DSP的电源供电和功耗的计算方法。关键词:TigerSHARCDSP;运算量;复位;功耗
随着人们对实时信号处理要求的不断提高和大规模集成电路的迅速发展,作为数字信号处理核心和标志的数字信号处理器?DSP?芯片得到了快速的发展和应用。本文将介绍AnalogDevice公司的一款DSP-TigerSHARC在信号处理系统中的应用,并将对设计中的一些问题进行讨论说明。
1系统设计及各部分功能简介
图1所示是一个信号处理系统的硬件框图。实际上,为了简化系统硬件,减少DSP片间连线,该系统的6个DSP以松耦合的链路方式进行连接。首先由DSP1通过外部DMA方式读入中频解调后的I、Q路数据,并由DSP1对读入数据进行脉冲压缩?匹配滤波?,脉冲压缩后进行二次对消,以消除固定杂波。再由DSP1将处理后的数据按距离单元段通过链路口0、1分别发送给DSP2、DSP4。DSP2、DSP4主要进行目标检测?MTD?,并采用滑窗加权FFT实现窄带多谱勒滤波器组。当DSP2、DSP4完成MTD后?再将对应每个距离单元的16个输出数据通过链路口分别送到DSP3和DSP5。之后,由DSP3、DSP5先进行求模运算,再进行恒虚警计算。DSP3、DSP5处理后的数据经链路口传输到DSP6,在DSP6接到该信号后,先对距离单元内16个输出进行门限处理,并选择其中最小杂波剩余值作为本单元的输出。门限处理后,DSP6还应完成视频积累,视频积累采用累加求平均的方式,这样可以避免反馈积累的拖尾现象。视频数据以DMA方式通过外部口送出,并分别加到D/A与DS96F172等输入端,前者产生模拟视频,后者以差分形式送到显示单元。
图1
2TigerSHARCDSP简介
TigerSHARCDSP是一款高性能的静态超标量数字信号处理器,该处理器专为大的信号处理和通信任务而在结构上进行了优化。由于该处理器将非常宽的存储带宽和双运算模块结合在一起,从而建立了数字信号处理器性能的新标准。TigerSHARC静态超标量结构使DSP每周期能够执行多达4条指令、24个16-bit定点运算和6个浮点运算。
该TigerSHARCDSP器件在三条相互独立的128bit宽度的内部数据总线中,每条可连接三个2Mbit内部存储器中的一个,并可提供4个字的数据、指令及I/O访问和12Gbytes/s的内部存储器带宽。当其运行在250MHz时,ADSP-TS101S的内核指令周期为4ns,同时可以提供20亿次的40bitMAC运算或者500万次80bitMAC运算。
TigerSHARCDSP器件的主要性能如下:
●最高运行速度为250MHz,指令周期为4ns;
●带有6Mbits片内SRAM;
●带有双运算模块?每个内部包含有一个ALU、一个乘法器、一个移位器和一个寄存器组;
●具有一个外部端口、4个链路口和可编程标志引脚、SDRAM控制器和2个定时器;
●与用于片上仿真的IEEE1149.1标准的JTAG接口兼容;
●可通过共享总线无缝连接多达8个Tiger-SHARCDSP的片内总线仲裁。
3系统运算量分析及计算时间估计
根据信号处理任务,下面具体分析系统各组成部分的'运算量,并估计所需的时间,并确定完成算法所需的DSP数目(总信号处理周期小于1000μs)。
3.1脉冲压缩
图2所示是采用FFT技术实现脉冲压缩滤波的算法框图。若总距离单元数为1200,则需做2048点复数FFT。当2048点复数FFT完成后,还必须和预先存储好的匹配滤波器系数H?k?相乘。一般需要做2048个复数乘法,相乘结果还需做2048点复数IFFT以获得脉冲压缩结果。TigerSHARCDSP做2048点复数FFT?IFFT?大约需要100μs?工作在250MHz?。因此,可以充分利用TigerSHARCDSP的双运算块和单指令多数据?SIMD?特点同时进行两个距离单元的复数乘法,这种方法完成2048个复数乘法仅需25μs。
固定杂波对消可以采用二次对消器来实现,其
差分方程为:
y(n)=x(n)-2x(n-1)+x(n-2)
对于每个距离单元,它都需要取三个数、做两个减法、一个加法并存储一个数,这样,完成1200个距离单元的二次对消大约需要25μs。因此,脉冲压缩和固定杂波二次对消只需要一片DSP便可完成,而且还有较多时间富余。
3.2动目标检测(MTD)
用FFT实现窄带多谱勒滤波器组时,为了降低旁瓣,可在系统中采用滑窗加权FFT的方法,权系数为海明权,即:
S(k)=FFT{S(n)W(n)}?n=0,1,2,…N-1
其中S(n)为雷达回波序列,而W(n)则可用下式表示:
W(n)=0.54-0.46cos[2πn/(N-1)]
n=0,1,2,…N-1
TigerSHARCDSP做16点加权复数FFT大约需要80个指令周期?0.32μs?,因此,当距离单元数为1200时,共需384μs。这样,此滑窗多谱勒滤波器组?考虑到运算的辅助操作?仅需要两片TigerSHARCDSP就可实现并行处理,且还有较多的富余时间。
3.3求模
求模可采用如下近似公式:
一般情况下,求模须对每个距离单元的16个通道FFT输出进行运算。TigerSHARCDSP做一个16通道的求模运算需要0.5μs,距离单元数为1200时,共需600μs?故可由两片TigerSHARCDSP并行处理。
3.4恒虚警
恒虚警算法框图如图3所示。
该算法可充分利用TigerSHARCDSP的双运算模块,同时并行处理两个距离单元的两个通道,完成1200个距离单元的16个通道的恒虚警计算共需500μs,故可用DSP3和DSP4并行处理。
3.5积累
积累可采用简单累加求平均的方式,由于其计算量较少,因此,用一片TigerSHARCDSP实现仍有较大时间富余。
综上所述,由TigerSHARCDSP构成的高速信号处理系统总共仅需6片DSP,即可对不同的距离单元段进行并行处理。
4TigerSHARCDSP特殊的复位方式
TigerSHARCDSP的上电复位波形较为特殊,在设计时应充分重视,建议采用CPLD实现其复位。上电复位波形要求如图4所示。但应注意以下几点:
(1)tSTART_LO在供电稳定之后必须至少大于1ms?
(2)tPULSE1_HI必须大于50个系统时钟周期,同时小于100个系统时钟周期;
(3)tPULSE2_LO必须大于100个系统时钟周期。
(4)在DSP上电后,如需正常复位,其低电平持续时间必须大于100个系统时钟周期。
本系统采用EP1K50产生上电复位波形和时序控制。由于EP1K50需要一个配置芯片,而且它和DSP存在一个上电先后的问题。也就是说,在上电后,如果CPLD芯片完成配置文件的读入时,DSP仍未上电稳定,则应充分延长Tstart_lo的低电平时间,以避免DSP上电未稳定而CPLD上电波形已结束。因此,应保证DSP上电稳定先于CPLD芯片配置文件的读入,此问题在系统设计时应予以充分重视,否则DSP将无法正常工作。
5电源供电及功耗估计
TigerSHARCDSP有三个电源,其中数字3.3V为I/O供电;数字1.2V为DSP内核供电;模拟1.2V为内部锁相环和倍频电路供电。TigerSHARCDSP要求数字3.3V和1.2V应同时上电。若无法严格同步,则应保证内核电源1.2V先上电,I/O电源3.3V后上电。本系统在数字3.3V输入端并联了一个大电容,而在数字1.2V输入端并联了一个小电容,其目的就是为了保证3.3V充电时间大于1.2V充电时间,以便很好地解决电源供电先后的问题。
5.1内核功耗估计
内核最大电流为1.277A,该电流是DSP进行单指令多数据(SIMD)方式下,4个16位定点字乘加与两个四字读取并行操作以及进行由外部口到内部存储器DMA操作所需的电流。实际上,DSP内核电流大小还和
内核工作频率有关,图5所示是其内核电流与频率的关系曲线。因此,供给DSP内核电流可根据不同的并行处理任务和内核工作频率来确定。若并行处理较少,工作频率低,所需电流就小。这样,最大内核功耗为:
PDD=VDD×IDD=1.2×1.277=1.534W
5.2外部口功耗估计
外部口的功耗(对VDD-IO)主要是输出引脚(例如数据线的某个位由高到低,或由低到高)转换的功率消耗,而且该功耗与系统无关。由于这种转换的外部平均电流为0.137A,因此,功耗为:
PDD_IO=0.1370A×3.3V=0.45W
6结束语
本文介绍了多片TigerSHARCDSP在实时信号处理系统中的应用。该系统充分利用了TigerSHARCDSP高速的运算能力及数据吞吐量,可对不同的距离单元段进行并行处理。文中分析了系统的运算量、所需计算时间以及完成算法所需的DSP数,并且讨论了DSP应用过程中的复位,电源设计和功耗问题,因而具有一定的工程指导意义。实践表明,由TigerSHARCDSP构成的系统硬件结构简单,软件编写容易,且成本较低。目前该系统已成功用于某雷达系统。
篇9:在时间分离操作中对干扰和抑制关系的研究
在时间分离操作中对干扰和抑制关系的研究
选择性注意的研究是当今信息加工理论框架的一个中心概念,而抑制是当前选择性注意研究的前沿焦点.作为注意的`机制――抑制在注意选择中对分心物是如何起作用的,抑制和干扰是一种什么关系?笔者采用负启动实验范式,利用目标、分心物呈现时间先后来分离分心物的干扰作用.实验结果表明,抑制和干扰间是一种正相关.抑制随干扰的变化而变化.
作 者:陈洪震 作者单位:河北师范大学教育科学院河北石家庄 050091 刊 名:河北师范大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF HEBEI NORMAL UNIVERSITY 年,卷(期): 24(3) 分类号:B84 关键词:选择性注意 负启动 干扰 抑制 分心物 目标 selective attention megative priming interference inhibition distractor target positive priming篇10:电磁勘探法在岩溶探测中的应用
电磁勘探法在岩溶探测中的应用
对岩溶和洞穴研究正在成为地质科学关注的热点之一.在中国,岩溶的地位更加突出,岩溶的发育程度在油气资源勘探、地下水资源勘探、地质灾害以及其它矿产资源勘探中都是研究的.热点.由于岩溶发育区通常都和构造关联,与围岩之间存在明显的电性差异,因而电法勘探在岩溶地区勘查中被广泛应用.随着岩溶勘探目标向深层逐步转移,直流电法和高密度电法已经很难发现深层分布的岩溶,而利用交变的电磁法勘探技术日渐成为岩溶勘探主要方法之一.本文通过两个勘探实例,介绍了电磁法在岩溶勘探中的应用.
作 者:胡立强 高发中 伍校军 邵兆刚 何兰芳 Hu Liqiang Gao Fazhong Wu Xiaojun Shao Zhaogang He Lanfang 作者单位:胡立强,高发中,伍校军,何兰芳,Hu Liqiang,Gao Fazhong,Wu Xiaojun,He Lanfang(东方地球物理公司综合物化探事业部.河北涿州,072750)邵兆刚,Shao Zhaogang(中国地质科学院)
刊 名:物探装备 英文刊名:EQUIPMENT FOR GEOPHYSICAL PROSPECTING 年,卷(期):2009 19(4) 分类号:P631 关键词:电磁探测 岩溶地貌 交变勘探技术【屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用】相关文章:






文档为doc格式