基于CPLD与51单片机的数字频率计的设计与应用

分析了数字式频率计测量的原理,在需求分析的基础上设计了频率计的硬件电路。用C语言及Verilog HDL硬件设计语言分别编制了单片机及CPLD上的人机交互、测量运算、数据处理等各个功能模块,实现了数字式频率测量的功能。实际应用表明,该数字频率计达到了预期的目标,能满足应用的要求。     

高精度超声回波渡越时间算法研究

针对时差法超声流量计在测量小管径、低流速时测量精度较低问题,在分析常规测时方法误差机理的基础上,采用互相关算法对回波信号进行处理,通过Hilbert变换提取信号包络,以包络的峰值点作为计时基准点得到超声回波信号精确渡越时间。该算法充分利用信号本身的带通特性,达到滤波和测时的目的,运算简单,具有实时性。实验证明该方法具有较高的测时精度和稳定性。     

压电传感器触发延迟测量仪的设计

针对压电传感器的特点,提出了一种基于等精度频率计的压电传感器触发延迟时间的测量方法。通过反向比较器对压电传感器输出信号进行二位模数转换,并将转换后的信号与光电传感器输出信号进行信号合成。使用频率计测量合成信号的脉冲宽度,同时以合成信号作为频率计的主门控制信号。电路仿真和测试结果表明,该测量仪具有成本低,测量精度高,体积和功耗小的特点。     

数字式CO2焊短路过渡频率计的研究

介绍了一种新型的基于单片机的数字式ＣＯ２焊短路过渡频率计，分析了测量原理、测试系统的硬件和软件。     

对数字式电秒表的校准及测量不确定度实例分析

数字式电秒表在时间测量上是一个重要的计量器具,它可以测量一个信号持续的时间间隔,也可以测量两个信号瞬间动作时的时间间隔,以415型数字式电秒表为例,对数字式电秒表的校准原理和方法,及用标准时间间隔发生器校准数字式电秒表的不确定度做了详细的描述。     

等精度频率计的设计

利用等精度测量原理,设计了一种通过AT89C52单片机和一些基本逻辑电路设计的数字式频率计.设计具有较高的实用性和可靠性.     

脉冲激光测距中高精度时间间隔的测量

考虑时间间隔测量对脉冲激光测距系统的意义,提出了一种新的高精度时间间隔测量方法.该方法在现场可编程门阵列(FPGA)中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合.采用脉冲计数法对被测时间间隔进行"粗值"测量,保证大的动态测量范围.利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N.利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化.该方法解决了传统多相采样技术中由于倍频次数高导致相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率.测试结果表明,该时间间隔测量模块的动态测量范围为163.8 μs,测时过程相对较短,当进行多次重复测量时,测量的标准误差在71 ps以内,基本满足实际应用的精度要求.     

脉冲激光测距中高精度时间间隔测量方法的研究

高精度时间间隔测量对脉冲激光测距系统具有重要意义,为此提出了一种新的高精度时间间隔测量方法。该方法在FPGA中实现了脉冲计数法、多相采样法和延迟链法的结合。采用脉冲计数法对被测时间间隔进行“粗值”测量,保证大的动态测量范围。利用FPGA内部锁相环产生N路同频率,相位均匀分布的时钟信号作为计数时钟,基于等精度测频原理,将被测时间间隔的测时分辨率提高到Tclk/N。利用FlipFlop锁存器形成延时链,对被测信号与相邻计数时钟的时间间隔进一步量化。该方法解决了传统多相采样技术中倍频次数高则相移分辨率降低的问题,在不增加计数时钟和有限延迟链数量的前提下,得到较高测时分辨率。测试结果表明,该时间间隔测量模块不但可以实现大的动态测量范围,而且测时过程相对较短,具有较高测时精度。     

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。     

数字式平均法提高MRS探测信噪比应用研究

针对核磁共振地下水探测仪信号甚微弱导致信噪比太低的问题,分析了野外施工环境电磁干扰的特点,设计了数字式平均型数据采集与数据预处理系统。把一次测量时间内的信号分成若干个时间间隔小段的信号,然后对这些信号进行取样,将各次测量中处于相同位置的取样进行积分平均。研究结果应用于JLMRS(Jilin magnetic resonance souding)型核磁共振地下水探测仪中,实验室与野外探测结果表明,数字式平均方法改善核磁共振地下水探测仪信号的信噪比是有效的、可行的。     

1Hz以下频率测量附加装置

在实际应用中,有时需要用高精度的数字频率计测量极低的频率信号。例如,电子数字钟的调整就是如此。然而,若要精确测量到0.1Hz或0.01Hz,则要求频率计的计数时间从10秒到100秒。要达到如此精确度,多数电子爱好者手中的数字频率计是无能为力的。     

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。     

相检宽带测频技术

本文所述新的测量技术利用了最大公因子频率及特性测量周期性信号。这种基于捕捉“相位重合点”构成测量门时进行各种测量的方法消除了计数式测频、测时仪器的±1个计数误差,测量精度较之同类设备显著提高。具有很大推广价值。本文详细叙述了这种技术的基本原理,仪器框图及误差分析,并预测了在其它测量中的发展前景。     

便携式多功能频率计的设计与实现

为了解决当前频率计功能单一化、频率测量精度过低、测量反应速度过慢、操作过于繁琐等问题,基于Cortex-M0内核,结合外部中断计数法与定时器计数法,设计了高精度便携式多功能频率计。该频率计的系统电路主要由显示电路、信号处理电路、方波放大电路、LED数码管显示电路、时钟电路等组成,其软件部分采用模块化和层次化设计方法,关于控制方波的产生与模拟信号的分析与处理,运用了高性能低功耗的STM32F103C6T6单片机,操作界面设计更加简便。实验结果表明：频率计可测量幅值在33～5.5 V,频率在1 Hz～1 MHz的方波、正弦波等信号,测量误差达到0.1 Hz;系统可产生幅值在3.3～8.5 V,频率在1 Hz～1 MHz的方波,且方波占空比可以通过按键进行调节。     

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.     

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。     

智能高精度虚拟频率计的设计

介绍了一种智能高精度虚拟频率计的设计方法.通过调理电路处理测量信号,利用高精度采集卡采集数据,运用VB作为虚拟仪器开发语言,并采用数字滤波和量程自动切换等数据处理方法,开发出的虚拟频率计具有精度高、量程自动切换功能.实验表明:该频率计有较宽的测量范围和抗干扰能力.     

基于DSP的全相位FFT频率计设计

文中提出了一种基于DSP的高精度数字频率计设计方案。该方法采用高性能DSP芯片TMS320VC5402为处理核心,利用全相位FFT算法,对被测信号的频率进行计算并修正,最后以数字形式由LCD实时显示被测信号的频率值。进行信号频率测量实验,结果表明频率的测量相对误差小于0.5%,精度较高,能够满足高精度测量需要。     

一种微机械谐振传感器的频率读出及分析方法

为了对微机械谐振传感器的振动信号频率进行读出及短期稳定度分析,文中以静电驱动的某微机械振动双框架陀螺为例,介绍了频率调制解调的接口信号读取方法,并利用频率计和软件插件对振动频率进行了采样,最后利用Al-lan方差分析了频率的短期稳定性.利用介绍方法测得实验室制作的微机械振动陀螺驱动模态谐振频率为13.552 kHz,7 min内频率偏差在±10 ppm(1 ppm=10-6)以内,稳定度达到应用要求.     

高分辨力测时扩展器的校准技术的研究

高分辨力测时需要高倍率的时间扩展器,扩时倍率的提高随之带来误差剧增,严重影响了测时的准确度.这里在分析了基于模拟内插的时间扩展器测量误差的基础上,提出了一种消除扩时器几项主要误差的自动校准技术,大大提高了测时准确度.并论述了扩时器校准的实现技术,和在精密时间间隔测量中的应用实例.