学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

电网数据采集中的噪声分析与抑制

作　者: 王钰
导　师: 张东来
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 电网数据采集系统 运算放大器噪声 时钟抖动 锁相环噪声 信号完整性
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


电网数据采集系统为电网的运行监控与故障诊断提供了有力手段,为我国建设坚强智能电网提供了核心工具。有了对电网的实时自动化监控,既可以减少人力,也可以提高电网故障诊断处理的实时性和准确性,提高电网集约化管理的水平。电网数据采集系统的性能决定了对电网动态监控的准确性和有效性。但是,在电网数据采集系统应用过程中,采集到的电网数据不可避免地会受到各种噪声源的影响,这些噪声会对系统的高速性,高精度,稳定度等产生一定程度的影响,继而影响之后的电网数据压缩、复现与故障诊断等重要功能。因此,需要在电网数据采集系统的设计过程中,通过各种仿真实验手段,对电网数据采集中的噪声进行噪声源分类和噪声特性的分析,并基于噪声分析的结果对噪声进行早期抑制。本文基于实际电网数据采集系统,首先通过对系统硬件结构、工作过程和信号流的分析,指出了电网数据采集中可能存在的噪声源,并对各种噪声源根据其噪声特性进行了分类。其次,对于影响到系统采集精度的模拟电路部分,主要是对基于运算放大器的电路,分析了电路的噪声源,结合PSpice仿真软件,对实际应用的运算放大器电路进行了运放噪声对数据采样和数据压缩的影响分析;并基于对运算放大器的噪声分析,给出了在低噪声电路设计过程中对运算放大器的选择依据。然后,针对电网数据采集系统的系统层面,对用于FPGA内部的频率合成,电网频率跟踪和同步采样时钟生成的锁相环,利用Simulink仿真软件建立了锁相环噪声模型;并对由单一时钟抖动与累积时钟抖动造成的电网数据采样过程的影响进行了分析。最后,对电网数据采集系统的高速数字电路设计过程中,影响到数据传输稳定度的信号完整性问题,利用HyperLynx仿真软件,围绕关键网络的单一网络信号质量与多网络对关键网络的串扰问题进行了分析,给出了噪声问题抑制与改善的方法,并通过仿真结果进行了验证。本文通过对电网数据采集中的噪声分析,得出了一些抑制噪声的方法,对电网数据采集系统性能的提高和系统设计的完善,提出了有益的思路。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 课题来源  9
  1.2 课题研究的目的和意义  9
  1.3 国内外研究现状及分析  9-16
    1.3.1 电网数据采集系统发展现状  10-11
    1.3.2 系统设计方法的研究  11-14
    1.3.3 噪声对系统性能的影响分析与建模  14-16
  1.4 本文的主要研究内容  16-18
第2章 电网数据采集系统设计与噪声分类  18-24
  2.1 引言  18
  2.2 电网数据采集系统硬件结构  18-21
  2.3 电网数据采集系统噪声分类  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 模拟电路噪声对电网数据采集系统的影响分析  24-41
  3.1 引言  24
  3.2 运放电路噪声模型  24-31
    3.2.1 差分比例运放电路  25-28
    3.2.2 同相比例运放电路  28-29
    3.2.3 反相比例运放电路  29-31
  3.3 运放电路噪声仿真  31-33
  3.4 运放电路噪声对数据采样与数据压缩的影响  33-37
    3.4.1 运放电路噪声对量化过程的影响  33-35
    3.4.2 数据采集的幅度噪声对数据压缩的影响  35-37
  3.5 运放电路噪声改善与运放选取  37-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 电网数据采集系统时钟抖动与锁相环噪声研究  41-56
  4.1 引言  41
  4.2 时钟抖动的来源与模型  41-44
    4.2.1 时钟抖动的来源  41-42
    4.2.2 时钟抖动的模型  42-44
  4.3 锁相环噪声模型与仿真分析  44-52
    4.3.1 锁相环噪声模型  44-46
    4.3.2 输入参考时钟信号  46-48
    4.3.3 锁相环噪声模型仿真  48-52
  4.4 同步采样时钟抖动影响分析  52-55
    4.4.1 单一同步采样时钟抖动  52-54
    4.4.2 累积同步采样时钟抖动  54-55
  4.5 本章小结  55-56
第5章 高速数字电路部分信号完整性的影响分析  56-68
  5.1 引言  56
  5.2 信号完整性理论与仿真  56-60
    5.2.1 单一网络信号质量  56-58
    5.2.2 多网络间串扰  58-60
    5.2.3 电源完整性  60
    5.2.4 电磁干扰和辐射  60
  5.3 关键网络信号完整性仿真分析  60-65
    5.3.1 关键网络的信号质量仿真分析  61-63
    5.3.2 多网络对关键网络的串扰影响分析  63-65
  5.4 信号完整性问题的抑制与改善  65-67
  5.5 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-74
附录  74-76
致谢  76

相似论文

  1. 基于信号完整性分析的高速数采卡设计,TP274.2
  2. 高速互连信号完整性研究,TN41
  3. PCB板导通孔的高速信号特性研究,TN41
  4. 一种2.5GHz锁相环时钟发生器的设计,TN911.8
  5. 基于Intel Calpella平台的笔记本电脑主板设计,TP368.32
  6. 双通道3GSPS数据采集模块硬件设计,TP274.2
  7. 高速PCB板过孔电磁模型优化研究,TN41
  8. 基于LabVIEW的微电网数据采集系统的开发,TP274.2
  9. 测试系统光互连接口模块研究,TN253
  10. 高性能卫星导航手持式终端硬件设计与实现,TN967.1
  11. 基于信号完整性分析的视频监控系统硬件设计,TN79
  12. 宽带综合数据光同步网的高速率传输的可靠性研究,TN929.11
  13. 基于千兆Switch的NAS服务器管理模块硬件设计和测试,TN407
  14. EPIRB板级设计及信号完整性分析,TN41
  15. 总线结构的高速电路设计与信号完整性分析,TN41
  16. 多位串行M-LVDS高速网络式仪器总线的研究,TP273
  17. 多通道数据采集系统的设计与实现,TP274.2
  18. 相参脉冲雷达数字接收机设计与实现技术,TN957.5
  19. 接触网定点监测系统的硬件设计,U225
  20. PCIE2.0远距离传输的研究与实现,TP336
  21. 基于Cadence软件的高速电路信号完整性仿真,TN41

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
© 2012 www.xueweilunwen.com