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数字频率计开题报告

篇一：开题报告数字频率计

杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题目

学院

专业

姓名

班级学号指导教师数字频率计的设计与实现通信

工程学院通信工程孔冬滨易志强

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意

义

(一)课题的意义

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，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。近年来,在现代电子系统设计

领域中,电子设计自动化已成为重要的设计手段。简单的搭

建电路已经不适应大规模电路设计要求。EDA的可编写程序

设计硬件电路设计，可重复下载的优势非常明显。这样做既

可节省时间又能避免不必要的资源浪费。数字频率计的设计,

其功能是实现信号的频率、周期、占空比以及脉宽等指标的

测量，在电子测量、航海、探测、军事等众多领域的应用范

围广泛。

数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件

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设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的

延时，造成测量误差、可靠性差。而采用FPGA现场可编程

门阵列为控制核心，通过硬件描述语言VHDL编程，在Quartus

II仿真平台上编译、仿真、调试，并下载到FPGA芯片上，

通过严格的测试后，能够较准确地测量方波、正弦波、三角

波、矩齿波等各种常用的信号的频率，而且还能对其他多种

物理量进行测量，并且将使整个系统大大简化，提高了系统

的整体性能和可靠性。

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。

(二)国内外现状及发展趋势

我国在这个领域的发展是极其迅速，现在的技术实际已

是多年来见证。我国现阶段电子产品的市场特点，电子数字

化发展很快，数字频率计已经应用于高科技等产品上面，可

以不夸张的说没有不包含有频率计的电子产品。我国的CD、

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VCD、DVD和数字音响广播等新技术已经大量进入市场，而在

今天这些行业中都必须用到频率计。到今天频率计已开始并

正向智能、精细的方向发展。

数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小

的空间实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。现如

今，数字频率计已经不仅仅是测量信号频率的装置了，用它

还可以测量方波脉冲的脉宽。在人们的生活中频率计也发挥

着越来越重要的作用，比如用数字频率计来监控生产过程，

这样可以及时发现系统运行中的异常情况，以便给人们争取

时间处理。

除此之外，它还可以应用于工业控制等其它领域。在传

统的电子测量仪器中，示波器在进行频率测量是频率较低，

误差较大。频率仪可以准确的测量频率并显示被测信号的频

谱，但测量速度较慢，无法实时的跟踪捕捉到被测信号的频

率变化。正是由于频率计能够快速准确的捕捉到被测信号频

率的变化，因此频率计拥有非常广泛的引用范围。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

研究的基本内容：

数字频率计是数字电路中的一个典型应用,实际的硬件

设计用到的器件较多,连线比较复杂,而且会产生较大的延

时,造成测量误差、可靠性差。随着可编程逻辑器件(CPLD)

的广泛应用,以EDA工具为开发平台,利用VHDL工业标准硬

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件描述语言,采用自顶向下(ToptoDown)和基于库

(Library-based)的设计,设计者不但可以不必了解硬件结

构设计,而且将使系统大大简化,提高整体的性能和