《VHDL数字频率计的设计》开题报告+()().docVIP

商 洛 学 院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 基于VHDL数字频率计的设计 学 院 名 称 物理与电子信息工程系 专业班级 电子信息工程10级2班 学生姓名 吕超 学 号 指 导 教 师 刘萌 填表时间： 2014 年 3 月 10日 √ 本课题的研究目的和意义 数字频率计是电子设计、仪器仪表、资源勘测、计算机、通讯设备、音频视频, 被广泛应用于航天、电子、测控等领域。在数字电路中，频率计属于时序电路，它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中，都得到了广泛的应用在CMOS电路系列产品中，频率计是用量最大、品种多的产品。, 如振动、转速等的测量都涉及到或可以转化为频率的测量，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。E D A 工具作为开发平台，运用V H D L 语言，将使整个系统大大简化，从而提高整体的性能和可靠性。 本课题采用的是等精度数字频率计，在一片FPGA开发板里实现了数字频率计的绝大部分功能, 它的集成度远远超过了以往的数字频率计。又由于数字频率计最初的实现形式是用硬件描述语言写成的程序, 具有通用性和可重用性。 所以在外在的条件(如基准频率的提高, 基准频率精度的提高)的允许下,只需对源程序作很小的改动, 就可以使数字频率计的精度提高几个数量级。同时对于频率精度要求不高的场合, 可以修改源程序, 使之可以用较小的器件实现, 从而降低系统的整体造价。 本课题的主要研究内容（提纲） （1）测频模块的设计。这是本课题研究的核心内容，通过VHDL编程使FPGA完成对被测信号、标准信号的计数，及相应的数据处理从而求出被测信号的频率，由外部显示模块显示输出。 （2）放大整形电路模块的设计。由运算放大器、电阻、电容等分离元件组成放大整形电路，能够把外部的正弦波、三角波、矩形波信号变为FPGA能够识别的矩形波信号以及去除外部噪声的干扰，从而由FPGA对其进行计数处理。 （3）电源模块的设计。为FPGA开发板、LED显示电路、运算放大器等器件提供相应的电压。 （4）接口模块的设计。能够实现FPGA开发板对外部放大整形电路、及显示电路信号的输入输出。 （5）人机交互界面的设计。主要包括键盘处理及显示电路两个部分。 文献综述（国内外研究情况及其发展） 纵观时间频率计量国内外发展现状,时间频率计量发展呈现如下特点:一是时间频率标准向两个方向发展,利用量子技术,不断提高频率基准的准确度;同时随着军事技术的需要,频率标准呈小型化化方向发展。二是时间频率标准的发展推动时间传递向多媒介、综合媒介方向发展;三是利用超导技术,建立短期频率稳定度绝对标准;四是利用欠采样技术和数字处理技术研究新型相位噪声测量系统。时间频率计量技术研究主要从事各类时频测量仪器设备,特别是各种频率源长期特性、频率短期特性和GPS接收机定时、定位、校频等特性的检定、校准、测试工作。为国防军工、航天、武器型号等高科技领域做了大量的计量和测试服务工作。多年来我国在时间频率计量标准研制、建立和维护以及时间频率综合测试技等领域取得了一批系统先进、设计合理,并具有国内、国际先进水平的研制成果,主要有:频率综合器扩频技术,毫米波短稳检定装置, 100 MHz锁相晶振频标系统, GPS标准信号定时技术研究和系统建立,脉冲功率放大链相位噪声检定系统, GPS时间同步技术研究和标准系统建立,射频脉冲序列稳定度测试系统等。这些课题的研制成功,不仅保证了我国航天事业对计量测试设备以及统一计量的需要,而且对促进我国计量技术的发展起到了至关重要的作用。时间频率的高精度测量,促进着当代科学技术的进步,当代科学技术的进步,又反过来把时间频率的精度测量提高到了新的高度,两者的密切关系,使很多人都想了解和掌握时间频率高精度测量的有关技术和方法。时间和频率是我们日常生活和工作中最常用的两种基本参量,它是国际单位制中七个基本量之一。在计量学和计量测试中,时间频率是带头学科,是先导。现代量子频标的出现和电子技术的进步,极大地提高了时间频率计量测试的稳定度和准确度,其精度和测试技术遥遥领先于其它量子的计量测试水平。 时间频率的测量过程,实际上是通过所选定的方法将被测频标与参考频标进行比对的过程。要进行时间频率的高精度测量,首先要选用高精密度的时间频率标准。