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电网中的谐波污染日益严重,给电网和用电设备造成了极大的危害。对电网中的谐波进行正确测量是抑制谐波危害的前提。因此,对电网中的谐波进行实时检测和分析,将具有重要的理论和工程意义。目前,谐波分析系统多采用双处理器的硬件架构设计,可以较好地满足检测算法中复杂运算,以及系统控制的需要,但是这种电路结构设计复杂,处理器之间需要通过片外总线实现通信,数据交换速度受到限制,且处理器内部的数据处理依靠串行执行指令来完成,处理速度受流水线限制。为了提高系统速度,提出了一种基于FPGA和SOPC技术的谐波信号采集和处理系统的解决方案。该方案中,前端的谐波采集和处理使用硬件实现,充分了发挥硬件加速的优势；利用FPGA中的Nios Ⅱ软核处理器对处理后的数据做进一步运算和控制,该过程在FPGA片内总线上完成,解决了数据传输的瓶颈,充分发挥了硬件设计的高速性和Nios Ⅱ软核处理器控制的灵活性。本文采用芯片AD7606,运放OPA2227,电流电压传感器等完成了谐波信号的采集和调理电路的设计。然后运用Verilog HDL硬件描述语言对前端的谐波采集和处理进行了硬件实现,主要包括AD芯片驱动和采样的实现,对采样数据加Blackman窗的实现,局部流水线结构的浮点FFT运算模块的实现等,并使用Modelsim对上述硬件模块进行了时序仿真验证。为了进一步完成相关运算和控制,引入Nios Ⅱ软核处理器,并在软核处理器上进行软件的编写,完成了总体的调度,FFT运算结果的读取,双峰插值算法,以及谐波参数的计算。为了进行人机交互,完成了LTM IP核的设计,并将其挂接在软核处理器的总线上,使其能够主动读取相应的显示信息。最后,在DE2-70开发板进行了验证,实现了谐波检测系统。最后对系统进行了相关的分析和测试。在100MHz时钟下,前端的处理模块可以在77us内完成一次1024点浮点FFT运算,Nios Ⅱ软核处理器能在78ms完成1路谐波信号的插值和谐波参数计算,在实际应用中,系统能够满足实时检测的需求。对系统进行的相关分析和测试表明,系统运行稳定,检测精度较高,处理速度快。