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%。     

谐振式光纤陀螺数字锁相放大器设计

介绍了基于双频率锯齿波组合调制的谐振式光纤陀螺（R-FOG）的检测原理,分析了数字系统信号相关检测的理论.通过分析陀螺输出信号的特点,利用可编程逻辑器件（FPGA）产生的同步方波进行解调,优化设计了一种用于R-FOG检测系统的数字锁相放大器,并分析了其相关检测的信噪比改善.应用于陀螺系统,实现了谐振频率快速、稳定的跟踪锁定.实验结果表明,设计的检测电路满足闭环反馈的精度要求,锁定时间为1.1 ms.     

核磁共振信号频率测量系统的设计与实现

为提高核磁共振找水仪核磁共振信号频率的测量精度,设计并研制了核磁共振信号频率测量系统。该系统采用等精度测频原理,以CPLD（Complex Programmable Logic Device）为核心处理芯片,整个系统由信号调理电路、CPLD和单片机等构成,实现了核磁信号的整形调理、信号有效段的判断及核磁信号频率测试的功能。测试结果表明,该系统可较准确地测量出核磁信号的频率,其测量精度可达10^-5。     

用FPGA设计数字式频率计

采用 Altera公司的 MAX PL US 软件设计了一个信号频率测定计 ,将编译的软件利用下载电缆经计算机并口到 FPGA实验仪上进行了硬件仿真检验 .该频率测定计测定频率范围为 1 Hz～ 1 MHz,采用 6位数码管显示 ,可满足测量精度要求 .     

基于DSP的高精度频率测量系统的研究

针对在脉冲频率测量中,测量精度低的问题,提出了一种基于DSP芯片的频率测量系统.采用TMS320VC5502作为核心处理单元,以多周期同步测频法为理论基础,结合DSP芯片的高精时钟、快速运算的优点,实现了高精度的频率测量,并提出了进一步提高测量精度的方法.使用两个定时器和一个外部中断进行测量,DSP进行标准频率和被测频率信号的计数,并计算测频结果,发往上位机.结合实验结果进行了精度分析,测量精度达到10~(-9)数量级.     

等精度频率测量模块的探讨

介绍了一种在嵌入式系统中实现等精度频率测量功能的方法,使用简单的外围器件配合MCU少部分软硬资源即可构造出测频模块,此模块可以应用于任何嵌入式系统.以1 Hz~10 MHz为测量目标,给出了信号整形处理的模拟电路及数字逻辑控制电路,同时给出了对MCU的资源要求及相应软件处理方法.     

基于FPGA的IGBT触发信号发生器

介绍了一种基于可编程逻辑门阵列(FPGA)的脉冲触发信号发生器。通过该触发器,利用脉冲宽度调制(PWM)技术控制绝缘栅双极晶体管(IGBT)的栅极,可以实现对IGBT通断时间的控制,从而使逆变电路等效地输出多种频率的方波、正弦波和三角波。     

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。     

倒计数法测频的原理与实现

从雷达发射机耦合出来的发射脉冲信号经下变频、滤波后由比较器转换成中频方波信号,倒计数测频电路用该方波信号的Nx 个周期形成计数区间,在此计数区间内使用F161高速计数器对100 MHz的标准方波进行计数,单片机根据计数结果计算出中频方波信号的频率和发射频率。该电路在雷达发射脉冲持续期间对其发射频率进行实时的快速测量,已成功用于某型米波警戒雷达的自动频率控制系统中。     

一种和DDS结合的高分辨率频率计设计

介绍了基于直接数字式频率合成器(DDS)的高分辨率频率计的设计方法,并以简单的电路完成对频率信号的高分辨率测量.在测频方案中,利用DDS跟踪被测频率的值,自动合成合适的频标信号,可实现在宽范围内,对任意频率信号的高分辨率等精度测量.样机实测数据表明,高分辨率频率计的测量分辨率可以达到10-12/s量级.     

激光多普勒差频条纹处理电路设计

为了解决全光纤激光速度干涉系统产生的多普勒信号的实时采集和处理问题,提出了一种以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为核心的信号采集和处理系统的实现方案.系统以Cyclone IV的FPGA为核心控制模块,结合信号调理电路、A/D电路及D/A转换电路构成多普勒信号的采集和处理系统,完成针对振动信号的速度和位移信息的解调.采用音叉搭建了振动测试平台,通过示波器可同时观测目标的速度和位移变化.研究结果表明:所设计的测振系统速度测量范围为0.1~30m·s~(-1),频率测量范围为DC-1MHz,频率测量误差为1%.     

用插值法实现同步采样

在周期信号有效值测量中,由于被测信号频率的变化,产生同步误差,影响有效值测量精度。提出采用数学插值的方法实现同步采样。仿真表明,采用插值方法实现同步采样,提高了有效值测量精度。     

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.     

振弦式传感器测频技术的研究

摘要：根据振弦式传感器的工作原理,提出了一种以LM3S6965为控制核心的振弦式传感器测频的新方法．利用LM3S6965内部16位定时计数功能完成激励信号的输出和频率信号的测量,并对所测结果进行温度补偿来降低传感器所处环境温度对频率测量的影响,同时采用等精度测量的方法提高了系统的整体测量精度．     

莫尔条纹信号采集的自适应采样系统

提出了莫尔条纹采样频率自适应调整系统,根据莫尔条纹信号周期的变化,对采样频率进行实时调整.首先将莫尔条纹信号进行二值化,将正弦信号转变为方波信号,输入DSP的捕获引脚,测量莫尔条纹信号的频率,然后根据信号的频率实时调整采样频率.系统实现了莫尔条纹信号周期改变的情况下保证每周期的采样点数固定在85点左右.     

基于AGC的等精度数字频率计设计

为了改善工业控制中对频率计的测量精度不高和测量带宽不大的问题,依据等精度测量技术,利用单片机STM32F103VET6、FPGA及自增益控制电路(AGC)设计了一款数字频率计,该频率计可以测量信号频率、周期、时间间隔以及占空比等参数.经实测表明,该频率计具有测量精度高、测量带宽大等优点,具有良好的实用价值.     

一种基于FPGA的温度控制电路测量系统

为了有效快捷的测量温度控制电路的性能,设计了一种温度控制电路测量系统.该系统以FPGA为主处理器,NIOSⅡ内核作为系统控制单元,由自定义的FPGA功能模块和SOPC片上系统并辅以适当的软、硬件资源完成整个测量系统.设计实现了被测电路供电电压/电流监控电路、时间基准脉冲信号产生电路、温度基准电路等.利用NIOSⅡ技术开发的系统使外围硬件电路结构简单、性能更稳定可靠,并且可以灵活地实现定制应用.实验结果表明,该系统能够很好地完成温度控制电路的测量,测量系统的精度在±0.5℃内.     

长度游标与群周期比对相结合的频率测量方法

为了提高频率信号测量的分辨率,根据信号的时空转换关系和群相位重合检测技术,提出了一种基于长度游标的超高精度频率测量方法. 光和电磁波信号在空间或特定介质中的传递速度是高度准确和稳定的,利用这一自然现象对被测时间信号与其在长度上传输延迟的重合检测来测量短时间间隔,可较易获得ns到10ps级的测量分辨率. 该方法利用信号在导线中传输时延的稳定性形成长度游标,大大减小了标频信号与被测信号间相位重合信息中的模糊区,有效地逼近了最佳相位重合点,提高了测量精度. 信号传递速度的稳定和准确特性使测量精度比传统基于频率处理的方法更高,价格更有优势,而且能解决特高频率的测量问题.     

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的变压器介质损耗的在线监测系统

设计了一种新型高精度的数字变压器套管末屏介质损耗在线监测系统.通过利用FPGA(现场可编程门阵列)作为主控芯片,同时实现系统测频、相位差校定等功能,可以有效消除由于硬件电路元件参数不一致及元件零点漂移等原因引起的相位测量误差,同时考虑到电源频率波动、电网谐波影响等原因引起的频谱泄漏和栅栏效应带来的误差,采用加窗FFT算法对介质损耗角进行软件计算.通过软硬件方法结合可以大大提高系统的测量精度,同时可以充分利用FPGA的并行处理能力实现多任务及内部IP核来极大的简化系统硬件结构设计.经过实验室和现场测试结果表明,该系统具有较高的测量精度.