多周期测量法在I/F变换器测试系统中的应用

本文讨论了多周期测量法、测频法和测周法这三种频率测量方法的特点，介绍了多周期测量技术的原理和软硬件设计方法，以及该技术在I／F变换器测试系统中的应用．为了提高测量I／F变换器输出信号频率的精度，引入多周期测量法，使得测试系统在较宽的频段内都能保持很高的测量精度，不仅能测量普通的周期信号的频率，而且可以测量非等间隔信号的频率，系统的整体性能有了较大提高．     

基于FPGA和MicroBlaze的高精度频率测量方法

为提高频率测量精度,对传统的等精度频率测量方法进行改进,修正了基准信号的计数误差,提高测量精度;通过对被测信号进行预分频,保证测量范围。采用SOPC技术在FPGA上构建MicroBlaze软核的嵌入式系统实现方案,通过分频40MHz系统时钟得到各种测试信号,给出了0.001~40MHz的实验结果。结果表明,该系统工作稳定可靠,测量精度高,相对误差不大于0.000 01%。     

基于FPGA和MSP430的手持频率计设计

针对目前市场上的频率计存在体型大、价格昂贵、不能对低频和高频信号同时进行精准测量等缺陷,本文基于现场可编程门阵列和TLV3501高速比较器,设计了一款手持式频率计。该频率计以TI公司的MSP430作为主控制器,现场可编程门阵列作为协处理器,采用等精度测频的方法完成频率测量。系统硬件包括信号调理模块、数据采集和显示模块,系统软件编程环境是Altera公司的QuartusⅡ和TI公司的CCS。实验测试结果表明,该频率计能够对有效值大于10mV,频率小于200 MHz的正弦信号进行频率及周期的测量、分析和显示等功能,拥有灵活、易用的人际交互界面,且刷新时间不大于2s,测量的相对误差不大于10-4。该设计测量精度高、操作方便、功耗低、USB供电,可以满足工业和实验室的测量要求。     

基于TCD1200的直径测量系统研究

介绍了基于线阵CCD器件TCD1200的直径测量系统,对系统组成原理与工作原理进行了详细的论证,实践表明该装置具有结构简单、能实现自动检测、可进行非接触测量等特点.硬件部分主要采用lattice公司的CPLD器件,来实现CCD驱动信号产生、信号同步设计、直径计算以及显示等功能.实验表明系统的设计原理实际可行,同时能达到较高的测量精度,系统测量精度达到了0.1mm.     

基于相关理论的相位差算法的误差研究

为了提高电信号相位差的测量精度,提出了基于双相关算法的相位差测量新方法.对于同一对正弦波信号,利用此方法进行相位差仿真测量,当采样频率、采样精度和噪声源参数发生改变时,测量误差会有所不同.仿真结果表明,信号的采样频率和噪声源对测试结果影响较大,最大相对误差可达到1%,而采样精度对测量结果的影响较小,约0.1%.该算法已应用于某导弹舵机的测试系统中,经过多年使用,测试性能稳定,结果符合要求.     

DSP在加速度计测试中的应用

克服等精度测频法在提高频率测量精度时必需提高有源晶振频率的弊端,设计了一种基于DSP技术的频率测量仪.采用DSP锁相环技术(PLL),将外部输入时钟频率提高5倍,作为时标信号;通过DSP片上高速定时器完成采样速率设定功能;利用外部CPLD构成两个32位高速计数器和计数器开闭控制电路.克服了等精度测量法测量频率的难点,有效地解决了加速度计测量中频率测量的关键问题.使频率测量精度达到10-8,经实际使用,效果良好.     

基于CPLD和VHDL的等精度频率测量

根据等精度频率测量原理,分析了测量精度与频率测量闸门时间的关系,设计了基于CPLD和VHDL的频率测量模块,给出了MUX+PLUSⅡ软件仿真结果.     

基于标准频率相位均匀延迟的相位差测量研究

针对传统的相位差测量方法测量精度低、系统构成复杂的缺点,提出一种基于标准频率相位均匀延迟的相位差测量方法。在被测信号过零点间隔,对标准频率信号和经过均匀延迟的m-1个标准频率信号进行计数、平均滤波等操作,得到被测相位差。分析、计算表明该方法的测量误差是传统法的1/m。应用可编程片上系统(SOPC)设计了测量系统,进行了相位差测量实验。在给定条件下测量误差小于0.5°,精度高于0.14%。当提高标准频率及减少均匀延迟时间时,测量精度进一步提高。该方法比传统方法精度高、系统协同性好。     

基于等精度测量原理频率计的设计与实现

以单片机为核心控制器件,采用等精度同步测量技术,设计了具有量程自动切换功能的频率计。在阐述系统工作原理和构成的基础上,对系统的测量误差进行了分析。实际测量结果表明：该频率计可以实现对频率范围0.1Hz~30 MHz的信号进行频率测量,测量精度在0.01%以内,且不随被测信号频率的变化而变化。     

高精度医用透析床的称重系统的设计

本文介绍了高精度医疗透析床的称重电路设计,该系统以AT89C205单片机为核心,配合高精度A/D转换器CS5522,用来检测称重传感器的输出信号,软硬件结合实现信号智能测量、系统校准等功能。对于系统的随机误差、系统误差,使用线性拟合等算法进行误差修正和补偿,保证了系统精度。最后对该系统的性能进行了测试,结果表明：测量精度达到了设计要求.     

基于CPLD技术的瞬态信号采集系统

冲击信号是一种瞬态信号,对其进行采集和分析需要提供完善的信号触发控制、采样频率自动设置及采样点数自动控制等功能。本文在分析了实现冲击信号采集特点及原理的基础上,研究并设计了基于CPLD（复杂可编程器件）的硬件功能模块。文中在生成系统时钟上采用了基于有限状态机的方法,完全在CPLD芯片中实现分频,取代了常见的使用8254可编程芯片的做法。此外,在模块中设计了采样频率设置、采样点数自动计点等功能,同时还可以用硬件实现多通道信号自动触发的功能,可以实现超前触发、滞后触发、电平触发、沿触发、触发电平自动设置等功能。所有的触发逻辑都使用verilog硬件描述语言在CPLD芯片中实现。通过和A/D电路配合工作,硬件模块可以实现采样的自动化。     

核磁共振地下水探测系统信号源的研制

为模拟产生MRS（Magnetic Resonance Sounding）信号研制JLMRS地下水探测系统,设计了核磁共振信号源,模拟MRS信号,方便JLMRS地下水探测系统室内测试。针对实际MRS信号幅度小,频率分辨率高等特点,信号源硬件采用DDS（Direct Digital Synthesizer）技术,CPLD（Complex Programble Logic Device）编程实现相位累加器,Matlab计算产生模拟MRS波形数据,存入非易失性RAM（Random Access Memory）中,掉电后能保存数据,不用重复下载。信号源可任意改变模拟MRS信号参数,叠加不同信噪比的多种噪声。信号源已获得国家实用新型专利（200820072674.2）,并应用于JLMRS地下水探测系统的研制过程。测试结果表明,幅度误差小于0.02 V,频率分辨率可达1 Hz,输出稳定,重复性好,满足系统测试要求。     

基于CPLD的SF6浓度监测系统的设计

为了对广泛用于高压系统（HV）灭弧断路器的SF6气体浓度进行实时监测,设计并实现了SF6气体浓度监测系统．阐述了超声波测量气体密度的原理．根据模块化设计思想,采用了CPLD和单片机实现了高精度、宽量程SF6气体浓度测量,并集成了湿度、温度、氧浓度和气压等参数的测量功能．实践证明该系统运行可靠,工作稳定,有效提高了测量精度．     

CPLD与绝对式编码器在开关磁阻电机中的应用

本文详细介绍了复杂可编程逻辑器件（CPLD）和DSP在开关磁阻电机控制系统中的应用。CPLD的使用简化了系统结构,提高了系统工作的稳定性和可靠性。绝对式光电编码器的使用增加了系统的抗干扰能力,为高速运行下实现提前关断和提前导通提供了良好的硬件支持。     

毫米波引信多普勒信号测试系统研究

针对毫米波引信对地探测多普勒信号的测试需求,设计了以单片机(MCU),CPLD,FLASH存储器为核心器件的测试系统,完成了弹载实测试验.分别获取了18 km和10 km末弹道的多普勒信号,绘出了距地不同高度多普勒信号的变化曲线,得出了多普勒信号不是规则的连续增幅信号而是波动增幅信号的结论.通过频谱分析,得到了18 km和10 km末弹道的多普勒频率分别为70 kHz和89 kHz,为引信信号处理电路的设计提供了依据.     

基于DSP的高压电容型电力设备介质损耗因数测量系统

介质损耗因数是反映电力系统中高压容性设备绝缘状况的重要参数,通过对介损因数的测量可以及时发现电力设备中的绝缘受潮、劣化变质与局部缺陷等问题,从而保证电力系统的安全运行.本文阐述了介质损耗因数测量的基本原理,并且以TI公司TMS320F2812 DSP为控制与处理核心,对系统的各部分进行了设计,包括:信号传感、调理、采集和校准等单元.测试结果表明,本文所设计的硬件系统和算法具有较好的介质损耗因数测量准确度和抗干扰能力等优点.     

自适应模糊PID在中频弯管机温度控制中的应用

针对中频弯管机在温度控制过程中测量精度低、温度波动范围较大、干扰源多等问题,设计了一套中频弯管机温度控制系统.采用PLC控制技术,利用双色红外测温法,并将自适应模糊PID控制技术引入弯管机的温度控制系统中.实验结果表明:采用自适应模糊PID控制,中频弯管机温度控制范围最大波动为20℃,对温度进行每次1 ms的采集,测量误差小于1%,增强了系统的调节精度,并对采集数据进行实时显示和存储,满足实际应用的要求.     

OFDM系统中一种改进的频偏估计算法

针对正交频分复用系统中载波频偏降低系统性能的问题,提出了一种改进的频偏估计算法。改进算法使用一个简单的复训练序列,可以有效的在时域中估算小数倍频偏,在频域中估算整数倍频偏。仿真结果显示,改进后的频偏估计算法比Schmidl&Cox算法信噪比损失降低了1.5dB,比P.Moose算法降低了2.5dB。能够有效的提高频偏估计的准确性,且在低复杂度的情况下提供了较大的频偏估计范围。     

轨道空间线形的运动检测算法

基于惯性测量平台,对惯性测量单元(IMU)信息进行等空间采样.采用经验模态分解算法(EMD)消除信号中的干扰成分,设计数字积分器对惯性信息进行积分计算,获取相对空间运动轨迹.实验结果表明:上述方法所测量的轨道三轴绝对位移精确度大于97.17%.     

基于模糊PID卡尔曼滤波的多传感信息融合移动机器人定位研究

当工业移动机器人处于复杂工作环境中,其信息序列误差随各量测噪声特性的变化而增大,若使用卡尔曼滤波器进行多传感信息融合则很难做到实时测量和调整,融合后的误差也随之倍增。为解决此问题,在卡尔曼滤波融合前引入增量式模糊自适应PID控制,通过模糊规则设计,改善滤波噪声方差,对融合信息进行限制,并对限制后的速度信号和加速度信号进行融合,从而提高控制精度。MATLAB系统仿真显示,所设计的控制器对多传感器的信息融合效果良好。