[发明专利]一种基于FPGA的电缆局部放电脉冲信号时频分析系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的电缆局部放电脉冲信号时频分析系统进行时频分析的方法，其特征在于：基于FPGA的电缆局部放电脉冲信号时频分析系统包括:

多个外部ADC，用于采集局部放电脉冲信号，并输入至FPGA的对应通道中；

外部MCU，通过gpmc或者emif总线将脉冲宽度信息传输给FPGA，由FPGA截取局部放电脉冲信号；

FPGA，包括多个并行排列的内部存储器，用于存储计算所需的局部放电脉冲信号数据；还包括由多个乘法器、除法器及傅立叶变换模块串行组成的函数计算模块，用于完成每一个脉冲信号的时频变换计算；内置的控制逻辑具有多个读取地址及写入地址线，用于操作内部存储器；所述FPGA内部还包括sqrt模块和dft模块；

所述FPGA将多个内部存储器存储的数据计算完成后按照先后顺序，有序排列输出到外部存储器进行存储，在外部MCU需要数据时，读出数据通过gpmc或者emif总线传输给外部MCU；

所述方法包括以下步骤：

步骤1. 采集ADC信号，将原始采集的信号记为, 为信号序号，为频谱横坐标分辨率，设采样频率为100MHz，脉冲长度为1000，则；

步骤2：根据先后顺序存入FPGA的内部存储器中，当第一个内部存储器开始存储数据时，对每一个数据做平方运算，将得到的结果按先后顺序相加，一组脉冲数据计算完成，此时数据已存入第一个内部存储器中，然后读出第一个内部存储器中的数据计算，得到数组，存入第一个内部存储器中覆盖掉原来的值，此时将第一个内部存储器中的数据分两通道输出，0通道最终输出T值，1通道最终输出F值；

步骤3：0通道信号输入乘法器做平方运算，将得到的结果与信号序号相乘，然后按先后顺序相加得，将脉冲信号序列号减去此信号进行平方运算得到一组数据，按照先后顺序和相乘得数组，将得到的数组相加送入FPGA内部的sqrt模块即得出；

步骤4：1通道信号输入FPGA内部的dft模块进行离散傅立叶变换，得到数组，将此数组输入两个乘法器及加法器得到，同时将输入乘法器做平方操作得，将此值与相乘并求和，即得,将此值输入sqrt模块即得出；

步骤5：FPGA将步骤3和步骤4得到T、F数值存入外部存储器中。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电缆局部放电脉冲信号时频分析系统进行时频分析的方法，其特征在于：所述MCU通过gpmc或emif总线传输局部放电脉冲信号的宽度以及将数据显示在显示屏。