DDS技术在相位式激光测距中的应用

为提高相位式激光测距中测量距离的精度性及保证光波调制信号的频率和相位稳定性,提出了采用直接数字合成技术(director digital synthesis,DDS)代替传统的锁相式频率合成法,产生频率和相位稳定性高的正弦信号,从而保证测量精度的方案和实践.采用具有分辨率高、频率转换快的DDS技术的芯片AD9850,通过设计相应的电路,程序和低通滤波来实现正弦信号源.实验结果表明,AD9850产生的正弦信号较好地解决了频率漂移和相位抖动等问题.     

基于PSoC的滚刀周节误差自动测量装置

主要研究了基于可编程片上系统（PSoC）的滚刀周节误差自动测量装置,详细论述了该装置的自动测量原理与PSoC测量系统的组成。采用PSoC作为处理核心,半桥式自感传感器作为误差测量传感器,由集成信号变送电路实现电感传感器信号的调制与解调,采用PSoC自带的高精度A／D转换器对位移信号进行采样,经过运算后得到测量结果,实现了对滚刀周节误差的自动精密测量。     

基于PSoC的同频反相正弦波发生器的研究

Cypress半导体公司生产的片上可编程系统芯片(PSoC)可视为8位微控制器,它包含可实现多重配置的模拟器件、数字器件和模数混合器件。研究了基于PSoC的差动式电感传感器的微控制器设计方案,实现微控制器与差动式电感传感器的连接、传感器输出信号的整流以及输出结果的AD转换等。与需要多个芯片以及外部硬件电路协调工作的传统设计方案相比,该设计方案简化了交流信号的生产与测量工作,在保持高系统性能的同时,缩减了板极空间,降低了系统功耗和成本。     

基于PSoC的圆度误差数据采集系统

详细论述了以嵌入式片上系统PSoC为核心的圆度误差数据采集处理系统的软硬件设计.该系统灵活运用PSoC片上系统内部集成的定时模块、计数模块和全双工模块,以及外部中断和I/O等片上资源,通过使用定时模块来控制圆度误差信号的采样频率;采用计数模块与全双工模块相结合的方法来实现下位MCU同PC的串口通信,完成人机交互;同时,采用光电传感器来触发MCU的外部中断,控制测量的起始点,避免了不封闭测量和重复测量的出现.     

便携式现场音频信号检测仪设计

介绍了系统信号调理电路和以DSP及模数转换器ADS7805为核心的信号采样电路,结合快速傅里叶变换介绍了系统参数测量的主程序及服务子程序,最后对系统应用中的测量精度进行了分析。实验表明该仪器测量电压精度达0.5级,频率分辨率达20Hz。     

基于DDS的可程控高精度LCR测试仪

为了提高测量电感、电容、电阻的精度,设计了一种基于直接数字频率合成DDS的可程控高精度LCR测试仪.该测试仪采用阻抗-相角法结合填充计数法来分别测量各参数;其FPGA芯片则采用DDS技术,产生高频率、高精度和高幅值稳定度的正弦波激励信号;同时,该测试仪还设计了用来实现仪器可程控的接口模块.仿真结果表明,该测试仪大大提高了电感、电容、电阻等参数的测量精度,取得了很好的测量效果.     

基于CPLD和TDC的微电容传感器信号检测电路设计

针对电容传感器的工作原理,以复杂可编程逻辑器件(CPLD)为核心,采用基于时间数字转换器(TDC)技术的芯片PS021,设计了一种高精度的微小电容测量电路。给出了PS021的测量原理和电路的软、硬件设计。采用PS021结合CPLD采集处理电容信号,外围电路简洁,应用方便,软件设计通过对PS021内部可编程寄存器的合理设置实现高精度的测量。实验结果表明:电路在10 Hz刷新频率时能够达到8 aF的有效精度,最高刷新频率可达50 kHz;电路实现了1 fF～0.01 aF的分辨率,有效精度位(ENOB)可达22位;高精度高刷新率可缓和测量速度和分辨率的矛盾,提高了微小电容的测量精度。     

基于CPLD与DSP的高精度自适应频率测量方法的研究与实现

对等精度频率测量的基本方法进行了两方面的改进;一方面在不提高系统工作频率和延长测量门限时间的前提下.通过对基准时钟信号计数值的修正,进一步提高了测量精度;另一方面利用对被测信号的自适应分频,消除了预置门限时间带来的不足,简化了同步逻辑电路,提高了系统可靠性,实现了测量门限时间的自动寻优;在基于可编程逻辑器件CPLD以及DSP芯片的硬件系统中,实现了范围为1Hz～2MHz、相对误差不大于10^-4的频率测量,进行了相关实验验证并给出了实验结果。     

正弦信号测试仪的设计

正弦波信号是工程实践中应用最多的电信号之一,对幅值、频率、相位三要素的测量是测量正弦波信号的主要内容,本设计从该三要素出发提出了设计正弦信号测试仪的具体方案;正弦信号的幅值测量模块以高精度峰值检波电路为核心,结合单片机与AD采样技术实现幅值测量功能;频率测量模块采用专用芯片ICM7216D实现频率测量功能;相位测量模块则使用相位检测电路与单片机相结合实现相位测量功能;通过实践证明,该正弦信号测试仪设计切实可行,且具有硬件结构简单、软件设计灵活、适用面广等优点,是一种有较高应用价值的正弦信号测量仪器.     

应用于硅微谐振式传感器的等精度频率计设计

针对传统频率测量中存在的弊端,利用等精度测频原理,采用现场可编程门阵列(FPGA)设计实现了等精度频率计。通过FPGA对同步门的控制,使被测信号和标准信号在闸门时间内同步,消除了量化误差,提高了测量精度,实现了在整个测试频段内测量精度不随被测信号频率的高低而发生变化,即实现了等精度测量。实验证明:采用该频率计测量标准信号频率的相对误差数量级为10-6,测量谐振式传感器在温漂下的输出频率的变化稳定在±1 Hz,而且实现了谐振式传感器在红外辐射下频率的动态跟踪。     

多通道高精度频率测试系统设计与实现

为解决计算机测试系统中频率测试的高精度要求,提出了一种基于FPGA技术的多通道等精度测频法。设计了频率测试系统,该系统实现了在5kHz～500kHz频率范围内测量分辨率为1Hz。     

基于线性插值的电网频率测量方法

针对常用的硬件测频法和软件测频法分别存在硬件设计复杂、软件测量误差较大的问题,提出了一种基于线性插值的电网频率测量方法。该方法首先找出半波内与第一个过零点最近的2个采样点,利用线性插值算出该过零点与后一个采样点之间的时间T1;其次找出半波内与下一个过零点最近的2个采样点,利用线性插值算出该过零点与前一个采样点之间的时间T3;再次计算半波内第一个和最后一个采样点之间的时间T2;最后将T1、T2、T3相加,即可算出电网频率f。测试结果表明,该方法测量误差为±0.05Hz,且计算过程简单。     

用选通门匹配方法提高计数式频率计的测量精度

计数式频率计的选通门一般与被测信号是不相关的。被测信号频率由选通门中出现的信号脉冲数确定 ,误差为± 1个脉冲。当被测信号频率较低时 ,需要很宽的选通门才能得到较高的测量精度。文中提出使用匹配选通门提高低频信号频率测量精度。匹配选通门是微移动标准选通门的前沿和后沿使之与被测信号脉冲对齐的控制信号。用频率计内部高频时钟测量匹配选通门宽度 ,计算被测信号频率。当信号频率大于 5Hz,频率计内部时钟频率为 2 0 MHz,选通门宽度为 1s时 ,相对误差小于 5× 10 -6。     

一种新的电力系统频率实时测量方法

提出了一种基于波形拟合技术和泰勒级数展开的实时频率测量方法,并针对电压信号中谐波分量对测频精度的影响,设计了数字带通滤波器,对实时采集电压信号进行数字滤波处理以减小谐波成分,进而提高了测频精度.仿真试验表明算法实现简单、准确,对谐波有较好的抑制能力,适合于电力系统继电保护和测量的要求.     

基于MC9S12DG128B超频状态下高精度PWM输出的研究

以MC9S12DG128作为核心控制单元,利用MC9S12DG128实现了超频条件下的高精度PWM输出。随着输出PWM精度的增加,PWM输出的幅值开始减小,同时PWM输出脉冲幅值减小,超频状态下可应用于高精度PWM输出系统中。     

ICP光源中频率测量装置的设计

针对产生并维持电感耦合等离子体(ICP)的要求,简要介绍了频率稳定性对于ICP光源的意义,提出了测量范围为1.8~52MHz的频率测量装置的设计方案;文章详细分析了频率测量装置中的电路设计,包括采样互感器、功率合成电路、可变增益放大器和控制单元,并介绍了频率测量的软件设计方案;利用数字频率特性测试仪SA1050对频率测量装置进行了测试,在氩气等离子体的激发实验中,对ICP光源的频率稳定性进行了测量,通过对实验数据的分析统计,得到ICP光源的频率稳定度≤±0.1‰,可以满足ICP光源的使用要求。     

基于光电振荡器原理的测距方法研究

为了在大尺度空间内实现更高的测距精度,把激光测距转化为通过测量微波频率测距,提出了一种基于光电振荡器原理的高精度测距方法。该方法利用光电振荡器产生的低相位噪声、稳定、频谱干净的微波信号,把被测距离作为谐振腔的一部分加入到反馈回路中形成震荡,将长度信息转化为频率信息,利用基频的N次谐波进行测量,将测量误差大大降低,实验表明该方法能够达到10μm的分辨力。本文讨论了制约其稳定和实际应用的主要因素,提出了可能的发展方向和改进措施。     

同步双界点测频测周集成高准确度频率测量

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     

等精度频率计的FPGA设计

针对传统频率测量法不能满足等精度要求的缺点,提出一种等精度频率计的FPGA设计方法。设计系统各模块均由Altera公司的FPGA芯片EP2C35F672C8实现。试验结果表明,该系统可以实现在整个频率范围内测量精度一致,测量误差小,达到了等精度测量的要求。     

用6805实现宽范围高精度频率测量

采用ＭＣ６８０５系列单片机并充分利用其定时器，选择测频法或测周法，可以实现定范围、高精度频率测量。此种方法只占用１个内部定时器，节省了硬件开销。