基于FPGA的数字频率计设计

减少数字频率计的测量误差,提高测量精度是频率计设计的热点问题。文章中数字频率计采用了多周期同步测频法,从而保证了闸门信号与被测信号同步。克服了基于传统测频原理的频率计的测量精度随被测信号频率变化而变化的缺点,并消除对被测信号±1的测量误差,实现频率范围内的等精度测频方案。系统采用VHDL语言实现设计,有效提高了设计效率和系统的可靠性。     

CPLD和多周期同步测频法在多普勒频率测量系统中的应用

在某相位编码毫米波雷达系统中,要求很高的目标速度测量精度,因而目标多普勒频率测量电路的设计比较重要.多周期同步测量方法作为在直接测频基础上发展起来的新方法,在测频系统中得到越来越广泛的应用.文中介绍了利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及多周期同步测频方法实现目标多普勒频率的测量.实际使用表明,该设计具有系统集成度高、精度高、可靠等优点.     

基于FPGA的相检宽带测频系统的设计

在电子测量技术中,频率测量是最基本的测量之一。常用的测频法和测周期法在实际应用中具有较大的局限性,并且对被测信号的计数存在±1个字的误差。而在直接测频方法的基础上发展起来的等精度测频方法消除了计数所产生的误差,实现了宽频率范围内的高精度测量,但是它不能消除和降低标频所引入的误差。本文将介绍的系统采用相检宽带测频技术,不仅实现了对被测信号的同步,也实现了对标频信号的同步,大大消除了一般测频系统中的±1个字的计数误差,并且结合了现场可编程门阵列(FPGA),具有集成度高、高速和高可靠性的特点,使频率的测量范围可达到…     

基于FPGA的一种测频方法的研究

频率信号,因其较强的抗干扰能力以及其易于传输的特性,使得其在实际工程中应用很广泛[1]。因此,频率信号已经成为当今电子领域里和工程项目中最主要的测量参数之一。频率的测量方法有很多种,采用电子计数器对频率进行测量是测频的最常用也是最重要的方式之一[2]。电子计数器有很多优点,如测量精度高、测量迅速、方便使用以及易于实现频率测量过程中的自动化等。本文将介绍用频率计采用多周期同步测频法测频以及其Verilog HDL的实现。     

基于VFC110压频变换的数据采集系统

介绍了采用压频变换方法实现数据转换的优点以及新型压频变换器VFC110的特性,并给出在继电保护中使用压频变换的设计原理和方法,最后给出了采用新型多周期同步测频法进行周期性信号测量的原理电路和测频时序。     

基于MSP430与FPGA的多功能数字频率仪设计

本文采用以FPGA为主,MSP430为辅的框架系统处理方式设计了多功能数字频率仪.该装置采用低频直接测周期,高频等精度多周期同步测量的方法,通过进一步优化标准时钟频率的设置,克服了传统测频方法在高精度要求方面的缺陷.将MSP430作为控制处理核心、FPGA作为信号处理单元,将高效控制与快速运算能力相结合,实现正弦波频率、两路方波信号时间间隔以及矩形脉冲占空比的测量.测试表明,该装置具有高精度、高稳定性、装配简易和操作便利的特点.     

用单片机实现双计数器多周期同步法频率测量

介绍了双计数器多周期同步法频率测量原理,给出了用单片机实现的具体实现方案。系统克服了直接频率测量存在的测量相对误差随着被测信号频率变化而变化的缺点,实现了整个测频范围内测量的精度相同,对系统测频范围从软件和硬件两方面也做了讨论。该系统电路简洁,使用灵活,可以单独作为频率计使用,也可以嵌入到一些需要测量频率的系统中使用。     

基于PSoC芯片的两路高精度频率测量系统设计

针对在脉冲频率测量中,测量精度低、频率范围窄等问题,提出了一种基于PSoC芯片的两路信号频率测量系统。采用PSoC芯片CY8C29666作为系统核心,以改进的多周期同步测频法为理论基础,结合PSoC芯片集成度高、系统资源丰富、配置灵活、稳定抗干扰的优点,实现了对0.1 Hz～10 MHz之间两路信号频率的高精度测量,并结合实验结果进行了精度分析。     

频率、时间和相位测量与设备

0208967同步双界点测频测周集成高准确度频率测量[刊]/刘桂雄//传感器技术.—2001,20(12).—40～41.44(D)针对现有测频技术存在问题,提出一种新的测频方法,它是在测频测周的基础上,利用软件同步技术、测频测周双分界点及改变闸门时间的方法进行频率测量,从而大大提高准确度,扩大测量范围。参3     

频率测量研究综述

频率测量,主要分为五类:直接测频法、时间间隔—相位转换测频法、数字化测频法、内插测频法和混频测频法。直接测频法是对频率直接进行测量;时间间隔—相位转换测频法是利用相位重合点检测技术将对频率的测量转化为对相位的测量;数字化测频法是利用现场可编程门阵列使频率测量能高速可靠的进行;内插测频法利用内插法完全消除频率测量原理误差的优点来进行高精度频率测量;昆频测频法利用混频技术使待测频率和标频相匹配来实现高精度频率测量。本文综述了频率测量间题的研究成果,并进行了分析和总结。     

频谱泄漏对正弦相位调制干涉测量精度的影响

在正弦相位调制(SPM)干涉仪中,若调制频率或者采样频率发生变化将使干涉信号出现频谱泄漏,减小了谐波分量的幅值,在测量结果中引入了误差。对频谱泄漏的产生及其对测量精度的影响进行了理论分析,获得了频谱泄漏引入测量误差的计算方法。实验测得频率漂移量在-0.3~0.3Hz内,得到的频谱泄漏引入的误差为0.3~7.9nm,当超出这个范围时,频谱泄漏误差将迅速增长。实验结果与模拟分析结果一致。     

对瞬时信号波长的相频检测

首先,将短基线相差测向严格解和多普勒频移方程联解,获得基于相差测量的频移表达式;然后,利用中心频率、瞬时测频值和多普勒频移间的关系,将频移表示式化为一个仅包含未知信号波长的一元三次函数方程,从中可导出基于瞬时测频和相差测量的信号波长解析公式。在此基础上,还通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在瞬时测频的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量所得到的波长测量误差可小于 1mm。所提出的新方法可能是至今为止最具有工程应用价值的。     

基于射频响应互补的光子辅助瞬时测频

瞬时测频(IFM)是现代电子战中的一项重要技术。基于光子辅助的IFM技术具有大带宽、低损耗、小尺寸、轻重量和抗电磁干扰等优势,可克服传统电子学方法的瓶颈,因此备受青睐。文章在已有研究基础上,给出了另一种测频误差更小的光子辅助瞬时测频方法,通过搭建具有射频功率响应互补特性的光链路,实现了对0.5~18.5GHz信号的频率测量。研究表明,链路的信号增益实测结果与理论吻合,据此构造的幅度比较函数随频率变化更加剧烈,非常有利于实现准确的频率测量,获得了优于30MHz的测量精度。而且,该方法较为简单,只需少量的常规器件即可实现,抗环境变化能力也得到提升。通过更换高频的调制器和光电探测器,可实现对更高波段信号的频率测量。     

机载平台径向加速度的无模糊相差检测

在由短基线相差测向严格解给出了相移与频移之间的函数关系之后,导出了一个基于相差和辐射频率测量的信号波长解析公式。随后,通过模拟比较,采用合并等值项的方法对解析公式进行了简化。对简化解的误差分析表明,对于分米波信号,且在实测频率的测量误差大于数兆赫的情况下,由基于短基线相差测量的新方法所得到的波长测量误差可小于 1mm。这可能是至今为止最具有工程应用价值的方法。     

基于Tikhonov正则化的高分辨率群时延测量与计算方法

在衡量传输网络对信号传输时间延迟和信号失真影响时,群时延是非常重要的一项指标.基于差分法计算群时延是目前测量仪器普遍使用的方法,该方法存在着分辨率和精度之间的矛盾,在提高频率分辨率的同时势必引起测量精度的下降.本文在分析差分法误差来源的基础上,基于Tikhonov正则化给出了一种新的群时延计算方法.比较分析得出该方法能够在存在测量误差的情况下,精确得到具有较高频率分辨率的群时延.在实际给出的测量验证中,通过与矢量网络分析仪得到的群时延数据对比,验证了该方法的有效性.     

加权最小二乘法在钢琴基频估计中的应用

分析了基频丢失、谐波丢失及不谐和性对各种常用基频检测方法的影响,讨论了加不同长度汉宁窗、海明窗、切比雪夫窗和布莱克曼窗情况下,其他谐波旁瓣对谐波检测的影响,导出了加权最小二乘法测量基频的求解方法。Madab仿真实验表明,运用该方法进行基频估计的相对误差小于10^-4 完全满足钢琴定音调律的要求。     

调频步进雷达自测速方法研究

提出一种基于一阶相位差分的调频步进雷达自测速方法,对其无模糊测速范围和测速精度进行了理论分析,从计算量和测速精度2个方面比较分析了一阶相位差分法、最小波形熵法和最小脉组误差法3种步进频自测速方法。仿真结果表明文中方法的测速精度优于最小波形熵法,与最小脉组误差法相当,且计算量小于后2种方法,也不存在最小脉组误差法对发射信号频率调制的特殊要求。     

一种基于序列和反褶序列精密初相位计算的新型正弦频率测量方法

正弦频率是基本的正弦参数之一,高准确度的低频正弦频率测量技术有广泛的应用.但在低频正弦频率测量方面,目前的频率测量技术在谐波噪声干扰环境下,普遍存在准确度不高的问题.文章提出了一种主要由序列和反褶序列精密初相位计算方法等构成的新型正弦频率测量方法,分析了序列精密初相位计算和将正交混频用于序列相位计算的原理,指出了混频干扰是造成正弦相位计算和正弦频率测量误差的主要内在原因.通过对混频干扰频率的深度抑制,再通过计算序列和反褶序列精密初相位得到的序列全相位差,提高了谐波噪声干扰环境下的正弦相位计算和正弦频率测量的准确度.数学计算、仿真试验和物理实验结果也验证了该方法的正确性和可靠性.     

一种利用相位差变化率的机载单站无源定位方法

利用空频域信息的无源定位对角速度测量要求较高,分析相位差变化率模型可知相 位差变化率对角速度具有明显的放大作用,将其应用于机载单站无源定位,建立新的无源测 距模型并进行误差分析。仿真实验表明：该方法减小了参数测量难度,定位误差主要受相位 差变化率和频率变化率影响,并随载机和目标相对速度的增大而减小,与原方法相比具有更 好的定位精度。     

BOTDR的已敷设传感光纤温度和应变区分测量方法

为了解决已敷设传感光纤中布里渊谱峰功率初值难以获取,基于频移和功率双参量的温度和应变区分测量误差大等问题,提出了解决方法。通过标定实验确定布里渊频移和相对谱峰功率的温度和应变系数、频移初始值;根据布里渊散射功率特性方程,通过试探法,利用已敷设光路中温度和应变已知的参考光纤确定方程系数,建立了谱峰功率初始值;利用归一化方法克服了传感系统中乘性噪声导致的测量误差;利用谱宽变化消除了温度和应变突变点处的谱峰功率异常峰值;最后,根据光纤复合海底电缆的现场情况建立了模拟光路,并进行了温度和应变测量实验。结果表明,在5.6 km处可实现4.3℃和110 的测量精度,可实现已敷设传感光纤整条光路上的温度和应变区分测量,为工程应用提供了理论和实验依据。