基于Arduino的高精密数字频率计的设计

文中基于Arduino,设计了简易高精度数字频率计。针对当前简易频率计精度不够高、测量效率低和人机交互不够友好的缺陷,采用模块化和层次化的设计思路,运用新型的mega2560单片机进行数据的处理和分析,控制显示电路和闸门信号的产生,设计更加友好人机交互界面。电路由电源电路、放大与整形电路、单片机主控电路、分频电路、显示电路、闸门信号产生电路等组成。可实现50 mV～2 V的正弦波和矩形波的频率精准测量。测量范围能够达到1 Hz～10 MHz。测量精度达到0.000 1 Hz。     

一种用于磁性测量的高压宽带功率放大器的设计

文章介绍了一种用于磁特性自动测量系统的宽带功率放大器的电路设计,该电路在功率放大应用中具有50 Hz～1 MHz的信号频带,能够在电源电压为士75 V、负载电感和采样电阻条件下有最大±50 V输出,并采用了交流负反馈的线路结构,保证了大功率输出时的频带宽度和电路的稳定.此电路的特点是:在50 Hz～1 MHz的信号频带内,随着信号频率变大,能输出的最大不失真电压幅值也变大,恰能满足磁特性自动测量系统对功率放大器的要求.     

放大器非线性失真测量装置的设计与实现

该文设计了一种放大器非线性失真测量装置,以晶体管放大电路作为基本电路,采用STM32F103RET6作为控制器,控制器输出电平给电压转换电路控制模拟开关,通过液晶触摸屏按钮使放大器输出无明显失真波形和4种非线性失真波形。控制器采集被测信号进行傅里叶变换得到基波和各谐波对应的幅值,计算信号总谐波失真THD值并显示。该系统可以准确测量频率为0.1 Hz～10.0 kHz、峰峰值为20 m V～5 V的信号。实测结果表明系统稳定可靠,精度高,具有较好的实用价值和应用前景。     

基于FLEX10K的虚拟高智能测频计数与计时仪集成

本文介绍以FLEX10K器件为虚拟集成仪器核，辅之以模拟输入电路，借助Delphi 5.0实现操作界面和软件设计，由PC机完成对幅度为50mV－10V、频率为1Hz－10MHz的正弦波、方波、三角波等周期信号，完成10^-5以上精度的全自动化测频、计数和单一脉冲计时测量的设计与实现。     

基于SOPC/Nios-II与数字移相技术的频率计设计

为实现uClinux下的电子测量集成仪器中的数字频率计设计,采用Cyclone系列FPGA 芯片EP1C6Q240,运用SOPC软核设计、Nios-II软件开发技术、数字移相技术,实现了0.02 Hz～225 MHz,1×10-6精度的频率及脉宽、相位差的测量.实验表明,这是一种有效、低成本的解决方案.在重点给出该技术实现方法的同时,介绍了系统仿真和误差分析.     

合成函数信号发生器的设计与实现

设计制作了一个波形发生器,对方波振荡器产生的方波进行滤波,分别滤出了10 kHz、30kHz、50 kHz的正弦波,10 kHz的正弦波的峰峰值为6 v,30 kHz的正弦波的峰峰值为2 v,50 kHz的正弦波的峰峰值为1 v.对3种波进行移相、合成,得到方波及三角波.对合成波的频率、电压进行A/D转换,转换结果显示在1602上.用微控制器LM3S811作为整个电路的控制部分,通过按键要求测量输出频率、输出电压、周期、相位、显示电路等.系统人机界面友好,工作稳定,符合设计要求.     

基于数字锁相环的FPGA多通道频率测量系统设计

针对传统频率测量电路复杂、采集速度较慢的问题,基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列),采用全数字锁相环对待测量信号进行倍频,辅以自适应时钟模块、计数模块和串口接收发送模块,设计了多通道频率测量系统,从而达到精简电路并实现对多路待测信号的快速精准测量。实验结果表明,对于100 Hz~10 MHz频率的稳定信号,测量时间仅为100 ms,与标准频率计相比,相对误差<0.5 ppm(1 ppm=10-6)。可用于多路频率信号的实时采集测量。     

远程幅频特性测试系统设计与实现

以STC12为任务控制与数据处理核心的放大电路,设计实现了幅频特性测试系统。利用直接频率合成芯片AD9852自制信号源,完成了1~40 MHz频率范围内(步进为1 MHz)信号的自动扫频,输出电压峰峰值5~100 m V之间连续可调,可为待测电路提供频率、幅值、波形可调的输入信号。待测电路输出信号通过嵌入式处理器内置ADC高精度采样处理,实现40 d B增益及0~40 d B的无失真连续可调。将该幅频测试仪通过双绞线和Wi Fi模块联网,可远端通过笔记本电脑测试、显示、存储被测电路的幅频特性曲线,其电压增益精度优于0.5 d B。     

六级杆离子传输系统射频电源控制设计

设计一种基于AB类推挽功放原理的射频线性电源,可调频率为1~6 MHz,电压≥900 V。由ARM控制器通过检波电路检测输出峰峰值构成闭环控制来稳定输出电压。通过串口设定输出频率、电压以及实时显示电压。实验测得1.420 MHz、3.086 MHz和5.347 MHz输出电压分别为2020 V、1960 V和928 V;在3.094 MHz测得电压和频率稳定性分别为0.44%和0.096%。该电源已用于质谱仪射频六级杆离子传输且运行稳定。     

一种新型宽带频率计

在宽带频率范围内首度将预分频法、相检测频法和多周期同步法相结合,在2 Hz～6 GHz的范围内实现了较高精度的频率测量.频率计模块采用高、中、低3个输入通道,功能电路及控制电路在复杂可编程逻辑器件CPLD内完成.该频率计模块基于PXI总线,采用虚拟仪器技术设计了仪器操作软面板.经过仿真和实验,验证了该测量方法的正确性.     

高分辨率射频计数器设计

论述了一种频率测量范围为1Hz～4GHz、高分辨率频率计的设计方法。该频率计数器分成两个通道，利用ECL电平高速芯片和CPLD共同完成对高频信号的整形和计数，采用单片机进行智能控制和显示，具有多时基档位转换、频率测量、周期测量、自动校准、外部计数等多种功能。     

基于EPF10k的虚拟与AT89C52智能共享等精度计数系统

以复杂可编程逻辑器件实现系统计数,采用等精度测量技术,借助PC/AT89C52对30mV～50V、1Hz～100MHz的周期信号,虚拟/智能地完成8×10-6精度的频率/周期测量,同时采用闸门测量技术完成脉宽、占空比的测量,仿真与实验效果好,介绍了系统集成思想与设计方案。     

基于LM331的频率计

利用LM331芯片的电压／频率转换功能，设计了一种体积小、精度高、实用性强的频率计。硬件选用AT89C2051单片机进行信号处理，采用LM331新的温度补偿能隙基准电路来提高频率测量精度。软件完成了频率测量、数据调整、频率显示等功能。该频率计解决了现场系统调试过程中频率测量的难题。     

基于FPGA和自动增益控制技术的宽带数字频率计

设计了一种基于FPGA和自动增益控制技术(AGC)的新型高精度频率测量系统。AGC电路会根据输入信号的幅度值自动调整电路增益,使输出信号稳定在特定值附近。通过等精度测量方法,实现双路正弦波或方波的频率、相位差、占空比等要素的同步测量,其中100 MHz内的正弦波测频相对误差可控制在10~(-4)内。利用NIOSⅡ软核驱动键盘、液晶屏等外围模块,并添加蓝牙接口,具有较强的实用性。     

四极杆质谱仪射频驱动装置模块化设计与实现

根据四极杆质谱仪需求采用模块化设计方式研制了包括信号源和功率放大电路在内的射频驱动装置,各模块电路结构清晰、功能明确且具有体积小、成本低等特点。使用直接数字频率合成器(DDS)模块作为信号源产生以1Hz为最小步进频率,在0.2～1.6MHz范围内频率可调且相位相反的两路正弦波信号。通过单片机控制可变增益放大器(VGA)模块使驱动装置在1～30V_(p-p)范围内幅值可调。设计两级功率放大模块,用于提高带负载能力。此装置输出信号频率的相对标准偏差(RSD)低于0.1ppm,输出相位差为180°±0.6°。实验表明其频率及相位差稳定性良好。     

复杂可编程逻辑器件在周期信号常用参数ATS中的应用

介绍以复杂可编程逻辑器件实现系统测量ASIC，借助51TM单片机控制完成对50mV～50V、0．1Hz～100MHz的正弦波、矩形波等周期信号的频率、周期、占空比、脉宽和计数的全自动化测量系统的设计原理与实现方法。实验表明这是一种功能多、精度高、体积小、且具有特殊功能的性价比很高的智能化仪器。     

半导体激光器高频调制系统的研究

针对传统激光器调制系统结构复杂、调制频率低、调制带宽窄等缺点,设计了一种半导体激光器高频调制系统.分析了影响半导体激光器调制带宽的因素,设计匹配补偿电路使半导体激光器的调制带宽增加了3倍以上,该系统可实现对半导体激光器DC～150 MHz范围内各频点的强度调制,并能实现频率的快速切换,各频点频率分辨率为0.116 4 Hz,频率漂移均小于1 Hz.相对漂移均小于1×10-6,同时还为后续差频测相提供高稳定的本振信号.     

基于FPGA的双DDS任意波发生器设计与杂散噪声抑制方法

研究基于DDS(直接数字频率合成)的任意波信号产生的机理,在FPGA内嵌SOPC,配置了32位的软微处理器NiosII,利用FPGA实现双DDS的相位累加器,通过数字方法直接实现任意波形的各种频率调制.分析了高速相位累加器截断误差,幅度量化误差和D/A非线性引起的杂散分量产生的原因.推导出DDS相位噪声模型,针对信号的频谱成份设计了高阶低通滤波器对输出信号滤波.结合NiosII,设计硬件电路对输出信号进行幅频校正,保证了信号幅值的稳定输出及实际显示数值的一致性.测试表明,信号波形发生器能输出稳定、高带宽、高速度、高精度、低衰减的任意波形,三角波的输出频率大于1 MHz,输出信号幅度峰峰值在50 mV～20 V范围内以10 mV的步进调节.     

基于单片机和CPLD的高精度频率计设计

介绍了利用CPLD进行测频计数,单片机实施控制实现多功能频率计的设计电路的方法.利用等精度的设计方法,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的下降而降低的缺点,利用CPLD来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数,利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理;显示输出部分也由CPLD来完成.     

频率和幅度可控制的信号发生器

论述以两片单片机和MAX038精密高频波形产生器为核心,辅以必要的外围电路,组成任意波形信号发生器.输出信号频率稳定,范围可达10Hz～1MHz,输出信号频率可分段调节,并且输出信号频率值和电压值可通过键盘进行设置,可实时显示输出信号的幅度、频率和频率步进值.采用128×64 LCD液晶提示功能显示,清晰稳定.