基于AT89C2051单片机的频率计设计

本频率计设计以AT89C2051为核心，应用单片机的算术运算和控制功能并采用串口液晶显示块实时地将所测频率显示出来。使用串口的液晶显示模块，节省了单片机的口线和外围器件，简化了显示部分的编程控制。使用高效的快速转换算法和用来测量信号多倍周期的分频电路计算信号频率，既保证了系统的测频精度，又使系统具有较好的实时性。在本设计中实现了频率信号的实时高精度地测量与显示。     

基于FPGA和VHDL的高精度数字频率计研究与设计

本文设计实现了一种高精度数字频率计。频率计核心部分的设计采用了基于FPGA大规模可编程逻辑器件的EDA设计技术。根据直接测频原理建立数字频率计的系统结构框图,自顶向下把数字频率计按照实现功能的不同划分成多个子功能模块并用VHDL程序实现了每个子模块的功能,最后将各个模块级联起来构成数字频率计顶层电路。设计的频率计信号频率测量范围为1Hz~10MHz。在QUARTUS II平台软件平台上完成数字频率计的软件设计和仿真,结果表明所设计的数字频率计达到了设计精度要求,并且各项性能指标符合设计要求。     

数字频率计分频电路的设计

由于频率信号抗干扰性强，在实际应用中常将待测信号转换成频率信号进行测量。文中对数字频率计的核心部件－分频器，提出了一种新的设计思想，对分频器的硬件电路和软件设计进行了详细的论述。并且提出了频率的高精度测量方法，实验表明，利用此分频器实现的自动选择量程频率计，测量范围宽，精度高，具有一定的实用价值。     

基于STC12C5A60S2的高频高精度频率计的设计

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变化而变化。针对这一缺陷,提出了一种基于等精度测量原理的频率计设计方案。选用单时钟/机器周期的单片机STC12C5A60S2,其克服了普通8051单片机测频上限频率低的缺陷,从而满足了对高频信号进行测频的要求。该频率计具有电路结构简单、成本低和测频精度高等特点,适合测量高频小信号。     

应用于硅微机械谐振式传感器的频率计

针对硅微谐振式传感器频率测量中精度低的弊端,依据周期测频法原理,设计了一种基于FPGA的测频周期自调整频率计。首先在一个待测信号周期内,对标准信号的上升沿进行计数,粗略计算出待测信号频率和周期。据此对标准信号的上升沿重新计数,从而精确测量出待测信号的频率。测量后的频率信号经过RS-232串行通信接口送入PC上位机,可以实现频率数值的实时显示和储存。测试表明：采用该频率计测量1 Hz~2 MHz方波信号的相对误差可以达到10-7量级。利用该频率计测量谐振式传感器闭环自激测量电路输出的谐振频率信号,频率信号稳定在1 Hz以内。     

基于FPGA的数字频率计VHDL软件实现方法

运用VHDL在FPGA/CPLD器件上实现一种数字频率计测频系统,分析了数字频率计软件构成结构,并对其中的测频控制信号发生器电路进行了VHDL软件编程实现。     

量程自整定高精度频率测量的FPGA实现

数字频率计是一种应用十分广泛的电子测量仪表,针对宽频率范围被测信号频率测量应用需求,提出并实现了一种基于FPGA的自动量程切换高精度数字频率计的设计方法。通过构建测频控制器、闸门同步生成器、量程自动切换等模块,并采用Verilog HDL语言进行描述,运用自顶向下的数字系统设计方法实现了宽频率范围频率测量的量程自动切换。在Xilinx公司的XUPV5-LX110T开发板上进行了测试,给出了系统后仿真波形。结果表明目标系统能根据被测信号频率范围进行自动量程切换,实现高精度频率测量,测量精度不低于10-7,有效提高系统稳定性和抗电磁干扰能力。     

基于FPGA的数字频率计的设计

文章设计制作一款新颖实用的数字频率计。以FPGA芯片为核心处理器、以数码管作为显示器件、以74HC573作为显示驱动模块、以74HC138芯片作为作为动态扫描显示译码电路、以HCF40106六施密特反相器作为信号整形电路,以按键作为人机交互界面。设计制作数码驱动电路、显示电路、按键电路与信号整形电路等硬件电路;编程实现计数器、测频控制信号发生器、32位数据锁存器等软件模块。设计实践表明,该数字频率计具有测量既准、又快的优点。     

光泵磁敏传感器中FPGA调频器设计与实现

射频场调频器是氦光泵磁敏传感器核心驱动部件。模拟压控振荡式调频器存在频率不稳、调试困难和需要高精度测频电路等问题,集成芯片调频器存在控制复杂和功耗高等不足,而FPGA调频器具有频率稳定度高、不需要高精度测频电路和集成在FPGA控制器里的优点。提出氦光泵磁敏传感器数字检测原理和调频器技术指标,阐述FPGA调频器原理并完成设计。调频信号解调实验和扫频式磁共振信号检测实验的结果表明FPGA调频器满足氦光泵磁敏传感器数字化检测要求。     

基于PID神经网络控制微信号发生装置

高压电网中电子式互感器输出信号一般为毫伏级模拟信号,在高压保护、测量装置研发试验中需要能够提供高精度微小信号的继电保护测试仪.文中介绍了一种基于PID神经元网络负反馈控制技术和FPGA控制高精度串行DA转换输出精准微小信号的系统设计方案,分析了装置为提供高稳定度小信号所采用的新方法,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的16位并行数字信号串行输出控制模块.系统通过嵌入微控制器的正弦波形产生算法和自适应PID控制算法输出高拟合离散正弦波数字信号.由FPGA控制输出的各路离散信号经串口DA转换、滤波后输出的模拟电压信号稳定可靠、频带宽、动态特性良好.该测试仪输出的小信号电压变化比差测量值满足0.2级电子式互感器准确度的要求.     

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。     

基于PC/104的激励信号源的设计与实现

介绍了一种基于PC/104的激励信号源的设计方法。此激励信号源模块是PC/104标准尺寸模块,可以提供交直流电压及频率信号,其可靠性及稳定性高,应用范围广。在设计中采用了先进的信号发生技术,其中直流电压信号产生部分采用了反馈校正回路,提高了信号精度;交流及频率信号产生部分采用了直接数字式频率合成技术(DDS),并使用FPGA芯片来实现信号的产生,信号分辨率较高。整个系统具有较高的应用价值。     

开关磁阻电机测试分析设计与应用

设计了测试分析系统,包括硬件和软件设计。其中硬件设计包含传感器电路设计、信号调理电路设计、单片机最小系统设计以及串行通信设计。软件设计包括通信采集模块、数据处理模块及数据管理模块。该测试系统分别对转速在电压PWM控制方式和角度位置控制方式下进行了测试,并与数字示波器进行了比较。实践表明,该系统具有较高的测试精度,能较客观地反映实际数据和波形。     

具备HART主站功能的模拟量采集模块设计

设计基于CPU+FPGA架构的具备快速HART主站功能的多通道模拟量采集模块;采集模块的CPU与FPGA通过PCIe总线通信;FPGA通过隔离的SPI总线控制8路模拟量采集通道,并与两路协议转换芯片通信;单个协议转换芯片实现一路SPI与四路UART的转换,与四路HART MODEM通过UART接口通信;HART信号通道与模拟量采集通道一一对应,HART信号通过耦合模块与模拟量信号在滤波模块和保护电路之间叠加;模拟量输入信号,经过通道保护电路和滤波模块后到达模拟量转换模块,进行模数转换;通过使用FPGA和协议转换芯片,实现了8个模拟量采集通道的并行采集处理,实现了HART通道串行通信的并行工作;在CPU中运行两个独立线程,各自负责一片协议转换芯片下的四路HART通信,四路HART通信以循环发送和循环接收的方式工作;并行工作的方式提高了模拟量采集的速率,减少了HART通信的等待时间,提高了HART通信的效率;模块通道之间相互隔离,降低了通道间故障相互影响的概率,提高了模块的可靠性;模块支持4~20mA电流信号和±5V、±10V电压信号采集,采集精度0.1%,电流采样电阻250欧姆,通道间隔离电压可达1000VDC。     

基于国产计算机的高精度信号采集系统设计

基于国产计算机平台设计了一种高精度信号采集系统,该系统由信号采集调理模块、计算机系统组成。信号采集调理模块主要由校准电路、信号调理电路、AD采样电路、USB接口电路和控制器FPGA组成;计算机系统主要将采集到的数据显示在BIOS界面和以文本形式显示在操作系统下,采集到的数据可作为设备控制的依据。该系统具有精度高、抗干扰能力强、硬件电路简单、人机交互好等优点。     

一种产生变频多模信号的新方法

直接数字频率合成（DDS)技术是一种新型的频率合成技术,它具有较高的频率分辨率,能快速实现频率切换,又能在频率改变时保证相位的连续性。但是,专用的DDS集成芯片输出波形及频率范围通常是固定的。在研究专用DDS电路构成的基础上,对专用DDS的电路结构进行了扩展,增加了数据分配器和存储不同波形数据的ROM及外围控制电路模块,在大规模可编程FPGA芯片上实现了波形可编程、频率可编程的多模信号变频系统。该变频系统能够实现正弦波、三角波、锯齿波、方波等波形的选择及每种波形频率的变换。系统将PLL倍频、分频电路、数据选择器、数据分配器、频率字输入模块、DDS信号发生器、键控等模块集成在一块可编程FPGA芯片上,这在很大程度上提高了多模变频信号电路的集成度和可靠性。由于FPGA的系统可编程特性,系统实现的参数可通过现场编程调整,增加了电路适配的灵活性。     

智能宽带信号检测系统

为了能够准确的测量信号的参数,设计了一种宽带交直流信号检测系统,该系统的控制芯片采用的是STC12C5A32S2单片机.首先,信号采集电路采集到的信号经交直流测量电路进行处理;然后,通过分压和自动增益放大电路等处理后,在频率和相位检测电路中测量信号的频率和相位;最后,在液晶显示器上显示待测信号的幅度、相位和频率等信息.在实验中,测量了频率为0-20KHz的不同幅度信号,实验结果表明,在低频情况下测量误差可以忽略,在高频信号测量时的测量误差小于1%.     

矿用雷达料位计的设计

针对超声波料位计测量煤仓煤位存在精度差的问题,介绍了一种基于雷达测距原理的雷达料位计的设计。该料位计以矿用化改造后的地面雷达探头为测量组件,并配合相应的满足本质安全要求的电源模块、CPU处理电路、通信模块及输出模块,实现了煤仓煤位的精确测量。试验结果验证了该料位计的可     

基于FPGA的高精度光子计数检测系统研究

为了实现微弱光信号的高精度检测,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的光子计数检测系统.采用高灵敏度的光电倍增管作为光电转换器件,有效地实现微弱光信号的获取与处理.基于FP-GA,设计了时序控制模块、光子计数模块、串口通信模块、存储模块和键盘扫描控制模块,完成信号的处理与存储.使用该系统对三磷酸腺苷(ATP)样品...