VHDL数字频率计(一)
> VHDL数字频率计(一)
VHDL数字频率计(一)
&&&&来源:毕业论文网
VHDL数字频率计
&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，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。
&VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,超高速集成电路硬件描述语言）诞生于1982年，是由美国国防部开发的一种快速设计电路的工具，目前已经成为IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）的一种工业标准硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下（Top to Down）和基于库（LibraryBased）的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。
&数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因此数字频率计在测量物理量方面应用广泛。本设计用VHDL在CPLD器件上实现数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。采用VDHL编程设计实现的数字频率计，除被测信号的整形部分、键输入部分和数码显示部分以外，其余全部在一片FPGA芯片上实现，整个系统非常精简，而且具有灵活的现场可更改性。在不更改硬件电路的基础上，对系统进行各种改进还可以进一步提高系统的性能。该数字频率计具有高速、精确、可靠、抗干扰性强和现场可编程等优点。
&数字频率计是近代电子技术领域的重要测量工具之一，同时也是其它许多领域广泛应用的测量频率计是一种数字显示频率测量仪表。
&数字频率计可以在规定的基准时间内把被测量脉冲数计下来换算成频率并以数字形式显示出来它即可测量正弦信号、方波信号和尖脉冲信号的频率，而且还能对其他多种物理量的变化频率进行测量，诸如机械振动次数、物体转动速度、明暗变化的闪光次数、单位时间内经过传送带的产品数量。等等。这些物理量的变化情况可以由有关传感器先转变成周期变化的电信号，然后用数字频率计测量单位时间内的变化次数，再用数码管显示出来。因此，字是一种应用范围较广的通用型数字仪器。该装置电路简单，制作容易，运用数字电路知识。即可完成设计任务。
工作原理及电路方框图
&数字频率计实际上是一个脉冲计数器，即在单位时间内计脉冲个数就可以得到信号频率，频率是计核心由计数器和脉冲信号发生器闸门电路、锁存器、显示器等组成。工作过程为。单位时间内脉冲控制闸门电路被测信号在1s内通过闸门，经计数器在单位时间内脉冲结束，同时关闭闸门电路完成计数值锁存，之后将计数器清零为下一次锁存做准备锁存数据直接送到译码显示。可控制计数锁存，译码显示系统使计数按照一定工作程序有条理地工作。（如计数→显示→清零→准备→下次测量）如果在系统中不接锁存器，显示器上的数字就会随计数器状态不停地变化，只有在计数器停止时数字才会稳定所以在计数后必须接锁存器。
& 交变电信号或脉冲的频率是指单位时间内所产生的电振动的次数或脉冲个数。用公式可表示为：
&&&&&&&&&&&&&&&&&&& f=N/t
式中，f为频率；N为在t时间内电振动次数或脉冲个数；t为产生N次电振动或N个脉冲需要的时间。
&为了采用数字技术实现对各种物理量频率的测量，除了用传感器将物理量变成电信号外，还需要把各种非矩形波的电振动信号通过波形变换电路（常用施密特电路）进行整形，将其变为规则的脉冲信号（数字信号），以便于计数器计数。
&实现频率测量的另一必备环节是时基电路。秘谓进基电路，就是产生时间标准信号的电路装置。既然是时间标准，就要求准确稳定。通常采用石英振荡器做成标准时间（例如1MHz或5MHZ）信号发生器。振荡器的输出信号先要进行整形，再进行人声分频，以获得各种时基信号。
&利用所获得的基准信号来触发控制电路，进而得到一定宽度的闸门信号，用它去控制主控门的开门时间――取样时间。在取样
时间里，主控门允许被测信号通往计数器计数。控制电路的另一
作用是在每次取样过后还要封锁主控门和时基信号输入，使计数器显示的数字停留一段时间，以便观测和读取数据。总之，控制电路的任务就是打开主控门计数，关上主控门显示，然后清零，此过程不断重复进行。
&频率计的原理图如下图所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&& 被测频率由A输入，经放大器放大和整形器整形后送往主控门。晶体振荡器的输出选择开关，将所需用的时基信号（如1s）作为控制电路的触发信号。控制电路输出接往主控门，该输出端仅在所选时间基准（即取样时间）内维持高电平，使主控门打开，被测信号在取样时间内通过主控门，进入计数器计数，计数数值由装在频率计面板上的显示器显示出来。此即噗所测信号的频率值。测量频率的原理波形如下示。
&&&&&&& 本频率计要求测量范围为.0.1~9999Hz，可测量1s和10s内的脉冲数，显示时间分“手动”和“自动”时，显示时间在0.5~5s之间连续可调；拨到“手动”时显示时间由“手动”按钮控制，输入被测信号幅度Vim&100mV
设计步骤和方法
单位时间脉冲电路
单位时间脉冲电路的目的是产生宽度为单位时间的正脉冲，控制闸门电路开启，并产生一定长度的低电平准备在次测量
& 多谐振荡即
VHDL数字频率计(一)相关推荐量程自动控制的数字频率计-电子电路图,电子技术资料网站
:┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆
┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆ ┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆
&量程自动控制的数字频率计
量程自动控制的数字频率计
作者：本站&&来源：&&发布时间： 19:56:01&&[] []
量程自动控制的数字频率计一、 实验目的：1、数字系统的设计与调试2、TTL 数字集成电路的使用3、量程自动控制的逻辑设计二、实验要求：设计、制作、调试一个量程自动控制的数字频率计，其要求如下：显示位数：四位，最大显示数9999闸门时间：10 ms,100 ms , 1 s, 根据被测频率大小，量程自动切换。量程：Ⅰ、100HZ―999.9KHZ, 闸门时间10msⅡ、10HZ―99.99KHZ，闸门时间100msⅢ、1HZ―0.999KHZ，闸门时间1s自动量程要求：计数器值大于9999 时（溢出），量程自动升高一档（闸门时间缩短十分之一），当计数值小于0800 时量程自动降低一档（闸门时间增大十倍）。输入被测电压：10HZ―1MHZ 方波或正弦波，幅度为3mv―3v（有效值）显示器件：TTL 电平的七段数码管（RS202 或2BS111）数字电路：TTL 数字集成电路，实验室能提供下述电路：7 4 L S 2 0 四输入端双与非门7 4 L S 2 7 P 三输入端三或非门7 4 L S 0 0 双输入端四与非门7 4 L S 2 4 8 BCD 七段译码器／驱动器7 4 L S 7 5 4 位双稳锁存器7 4 L S 9 0 二、五混合进制，十进制计数器7 4 L S 2 2 1 斯密特触发输入双单稳多谐振荡器7 4 L S 7 4 双D 触发器7 4 L S 7 6 双J―K 触发器三、实验原理：数字频率测量的原理图见图2-1，简单的数字频率计的方框图见图2-2。放大整形电路将输入的被测交流电压fx 放大，限幅，整形后变成方波或脉冲送主闸门，晶体振荡器送出的标准频率经分频后得到时间不等的一组闸门信号，经开关选择后也送主闸门，主闸门在闸门信号控制下打开或关闭，主闸门在开放的那一段标准的闸门时间T 内，计数器对被测频率fx 计数，待主闸门关闭后计数器已计至一定的脉冲数N，显然，f x = N/T在主闸门关闭后单稳电路先后送出两个脉冲作为锁存器的送数指令及计数器的清零指令，将计数器的数字送锁存器寄存，然后将计数器清零，以备下一次的测量，不同的量程可以通过切换闸门时间来改变。较高的量程对于较短的闸门时间。显然，闸门时间应选择适当，闸门时间过短则因计数有效位数少而降低了测量精度，过长则因计数器溢出也得不到正确的读数。合适的闸门时间（正确的量程）可以用波段开关手动选择，但是从使用方便来考虑，闸门时间应能自动选择在最佳点上，如被测频率f x 较高，致使计数溢出，闸门时间自动缩短（升量程）；如被测频率f x 较低，计数器计数值不足某预定值，闸门时间自动增长（降量程）。为了保证闸门时间能最终稳定，升量程与降量程的读数之比不应是十比一，而应稍大于十比一，本实验要求读数大于9999 则升量程，小于0800 则降量程。
如果选择在大于9999 升量程，小于999 降量程，则如被测频率正好为1000.00KHZ 时，由于频率计在测量频率时1 个字的原理误差，量程将在Ⅰ（闸门时间为10）与Ⅱ（闸门时间为100 变动而不能最终稳定。实现自动量程首先要解决的问题是计数值的检测，即如何知道计数值已大于9999 或小于0800，对于标准的四位BCD（二十进制，8421 码）计数器来说，在计数过程中第四位计数的QD 出现过下降沿意味着计数器已溢出，（计数器值大于9999）。如果计数过程中第三位计数器的Q 3 D 未出现过上升沿，则意味着计数器值小于0800。因此，可以利用这两个特征很方便地检测出计数值的溢出或不足。其次要解决的一个问题是如何实现量程的升降，移位寄存器，可以左右移的移位寄存器，加法计数器，可逆计数器等都可以实现量程的升降。图2-3 触发器构成的移位寄存器实现量程升降的一个例子。工作过程是：降量程指令使Q1、Q2、Q3 置成100 状态，于是量程选择在Ⅲ档（闸门时间为1）。升降量程指令使状态右移，量程逐渐上升，直至适当的闸门时间被选中。与用左右移位寄存器的量程控制电路相比，它比较简单，但当从量程Ⅰ降到量程Ⅱ时，先要从Ⅰ降到Ⅲ，再从Ⅲ升到Ⅱ。
自动切换量程的同时必须同时切换小数点，否则，读数因无量程信息在很大程度上失去意义。晶体振荡器：T T L 电路很容易构成晶体振荡器，图2-4 是100KHZ 的晶体振荡器电路。本实验可利用晶体稳频的脉冲发生器（自制的），它输出有1MHZ，100KHZ，10KHZ，以及有单脉冲输出。对调试电路很有用处。输入放大器：它的好坏是决定频率计优劣的重要因素之一，本实验要求输入放大器在10HZ―1MHZ 频率范围内，对3mv―3v（有效值）的方波或正弦波输入电压提供足够的增益，经整形后可靠地触发TTL 电路.本实验可分两步做，首先做好一个四位的常规数字频率计。然后，再做自动量程控制部分。
[]上一篇文章：
下一篇文章：
相关技术应用阅读
相关技术资料下载
∷相关文章评论∷　　 　（评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！） [...]
热门技术应用? [组图]
&- &- &- &- &- &- &-
Powered by： 飓风网络（）
All Rights Reserved> 信号产生电路 信号产生电路 信号产生电路 搜索结果
本专题为EDN China电子技术设计网的信号产生电路专题，内容全部来自电子技术设计网精心选择与信号产生电路相关的资讯。EDN China 是第一家关注中国电子设计领域的媒体。在过去的20年，针对中国设计经理人和工程师的不同需要，不断提供最先进和有深度的设计技术和应用。
在经过电缆的数字数据传输中经常使用交替传号反转(AMI)编码，因为这种编码没有直流分量。除此之外，AMI信号的带宽也要比等效的归零(RZ)码低。正常情况下，为了产生诸如AMI这样的双极波形，需要使用正负两个电源。另外，双极波形产生电路可能要用到模拟元件。然而，本设计实例取消了所有这些要求，只使用一些门、一个触发器和单个5V电源就能从NRZ输入产生AMI波形。
在某个装置中从一块电路板传送到另一块电路板的那些信号，一般是已经处理过的数字控制信号或模拟信号，因此电平不会很低，不容易受地噪声的影响，电流也不会太高而产生显著的噪声。为了全面地考察地回路，这些信号不应该被遗漏，问题是，对它们要做些什么？
即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，注意采用正确的方法。
在要求占空比为50%的脉冲输出的应用中，可选择使用本文所示的电路。虽然参考文献[1-3]中也曾提及类似电路，但都需要再进行一些调整或选择某些组件才能将占空直流电，该反馈环路会自动将脉冲输出的占空比维持在50%。而本文所示电路无需设置调整即可产生占空比为50%的脉冲输出。
工业信号产生与测量仪表可以产生工业电压、电流及频率信号，并对这些信号进行准确测量。本文阐述了工业信号产生和测量仪表的工作原理，给出了其原理框图和主要电路原理图。
通过低通滤波微控制器产生的脉宽调制(PWM)信号可实现简单的数模转换器(DAC)，本例是之前发布的一种方法的全新实现，该方法使用了一个基准斜坡，其输出由PWM信号做采样和保持。这种方法使得吞吐率等于PWM频率。
本文从仪器仪表应用领域对温控的需求方面出发,设计了具有高精度、低温漂的16位AD转换电路。模拟输入电压为0-100mV,通过精准的放大和偏置后送给AD652进行V/F变换,转换出来的频率信号由CPLD进行测量,结果送交控制器,产生16位AD转换结果。同时系统可提供0-100mV连续可调的高精度测试用基准源。
本设计由方波振荡，分频滤波，移相放大，加法求和，峰值检测模块组成。通过对555定时器产生的方波进行分频，得到10kHz、30kHz、50kHz的方波。滤波移相处理后，产生三种频率的正弦信号，从而合成波形稳定的方波与三角波。最后，由峰值检测电路检测幅值，并由MSP430显示。经验证，本设计电路幅值相位易于调节，波形稳定，效果理想，达到了设计要求。
提出一种直接序列扩频电路的设计方案，即利用MATLAB软件的仿真功能来产生若干伪噪声序列，然后以数据文件的形式将其存储在EPROM中并在地址发生器的作用下输出伪噪声序列。还提供了运用该方案设计的具体扩频电路，最后给出了仿真信号波形和实验信号波形。
以MSP430F499为核心，主要由方波振荡电路、分频与滤波模块、移相电路、放大电路、加法器等组成。将方波振荡器的信号分频滤波产生不同频率的正弦波，经移相放大等处理后，分别根据方波三角波谐波组成关系，再合成方波和三角波。滤波模块对同一信号进行二次滤波，先用开关电容滤波器滤波，再经三阶巴特沃斯低通滤波器滤波，降低了高次谐波对信号的影响同时保证了通带内信号的平坦。可通过按键进行波形切换以及合成阶数切换；人机交互灵活，界面友好，操作简单。
GSM手机的随处可见正导致不需要的RF信号的持续增加，如果电子电路没有足够的RF抑制能力，这些RF信号会导致电路产生的结果失真。为了确保电子电路可靠工作，对于电子电路RF抑制能力的测量已经成为产品设计必不可少的一个环节。本文介绍了一种通用的RF抑制能力测量技术－RF电波暗室测量装置，描述了它的组成和操作方式，并给出了实际测量结果的例子。
针对半桥IGBT 集成驱动板上隔离电源及驱动板负载的特点，设计了一种两组磁芯共用一组高频全桥开关的DC-DC 隔离电源。简洁的电路产生4 路全桥驱动脉冲信号，无需隔离，实现了板上电源的紧凑设计，提高了功率密度。对关键信号的产生进行了仿真实验，结果表明，该电源电路简洁、高效、可靠，与IGBT 半桥集成驱动板达到了良好的结合。
在电子和通信产品中往往需要高精度的正弦信号，而传统的正弦信号发生器往往在低频输出时的频率的稳定度和精度等指标都不高。文中介绍了MicroLinear公司的一款单片正弦信号发生芯片ML2035，它可以在几乎不需要其它外围器件的条件下，产生从直流到25kHz的正弦信号,并利用此芯片完成了简易正弦信号发生器电路的设计。
给出了一种基于AT89C2051单片机控制的超声波理疗仪的设计方案。该方案采用高频和低频信号双通道输入电路，能产生波形峰值低、穿透力强的特定超声波能量，因而可以更加深层地作用于肌肉骨骼上，起到加速愈合的作用。实践证明，此方法经济适用，且实现简单。
如何在不断加大的运行带宽范围内可靠、高效地发现数字RF电路产生的瞬态频谱现象是至关重要的。而传统中端信号分析仪是无法触发瞬态问题，最大可用采集带宽也仅为40 MHz。
介绍了一种正弦波功率信号源电路，该电路用高速双路PWM控制器UC3825为控制芯片，功率MOSFET为开关器件而构成的推挽逆变器，逆变器输出经高频LC滤波后输出1MHz/100W正弦波功率信号。实验证明电路产生的波形质量好，电路结构简单，控制方便，并具有体积小，效率高的特点。
目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。
在PSpice环境下，本文实现了信号产生电路中正弦波、矩形波和锯齿波发生电路的设计并应用PSpice对其进行了仿真和分析。
本文介绍了基于DLL数字频率直接合成技术(DDS)用ALTERA公司的FPGA器件和VHDL语言编程，按相位累加的方法产生两相四路频率相位可调的高频PWM信号，经过驱动电路、光耦隔离电路作为外部功率控制电路H桥的四个闸门驱动信号，H桥主回路接入的是对市电经调压、隔离、整流及滤波后的直流电。
采用公用电压外环方案, 实现了三台1KVA 基于高频零电压开关静止变流器模块的并联输出。三台静止变流器模块均为电压、电流双环控制, 通过公用电压调节器稳定并联系统的输出电压及频率, 同时产生统一的模块电流给定信号。各并联模块工作于电流跟踪壮态, 从而实现各航空静止变流器模块的均流并联。该并联方案仅有一条均流控制线连接且无须外加均流控制电路, 不需要输出隔离变压器以及复杂的均流控制电路,具有简单可靠、均流精度高、体积小、重量轻和组合方便等优点, 可以有效地提高航空静止变流器的可靠性、可扩展性及可维护性。
信号产生电路 的相关信息
EDN China官方微信
扫一扫关注，获取电子新知，设计灵感
2000亿元永远收不回的投资，换来一张五年就停止发展的TD-SCDMA网，而所谓自主知识产权比例饱受争议。蛮力改写科技产业路线，失败作结。
打开微信“扫一扫”，打开网页后点击屏幕右上角分享按钮
1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
第十九届IIC-China 2014电子工程盛会暨研讨会为广大参会者奉上一道技术盛宴。包括物联网技术、可穿戴技术、4G、车联网技术等时下热门技术在展会上得到很好的诠释...
每月定期向您递送电子元器件规格书网中的最新元器件数据手册下载、库存信息及技术参数更新。
2015 UBM Asia Ltd. -- Use of this website is subject to its terms of use.
京ICP备号-1 |
京公网安备37 |&&&&&&& 考虑使用常见元件和降低成本，本设计采用直接测频率法，电路主要由五部分组成，其方框图如图1所示。&&& &&& 被测信号经放大、整形后，送入计数器进行计数；秒脉冲电路产生标准秒脉冲，经闸门控制电路形成控制信号控制计数器的工作模式；计数结果由直接显示出来。&&& &&& 电路原理图如图2所示。由以下几部分电路组成：&&& &&& 1．放大整形电路由Q3、Q4、VD3、VD4、4及外围元件组成，对输入信号进行放大、整形处理，将被测信号变换成矩形开关信号。输入信号由“lN”输入端输入，C3、C4、R6、R7、VD3、VD4组成输入及限幅保护电路。Q3、Q4组成宽频带放大器，Q3为结型场效应管、用于提高。4049反向器D5、D6和R14、R15构成施密特，将模拟信号变换成边沿陡直的方波脉冲送入计数器CP。C3、C4、C5、C7为耦合，C6、C8为旁路。2．秒脉冲产生电路秒脉冲由石英钟SM5544产生。该内包含32．768k、多级、放大驱动电路等。由于IC1与外接的32．768KHz实时晶振共同构成32．768KHz，其3脚交替输出窄脉冲信号。脉宽31．2ms，周期2s，两输出脉冲时差1s，经三极管QQ1、Q1、QQ2、Q2放大后再和IC2B作与非运算，输出周期为1s的窄脉冲。&&& &&& 各点波形如图3所示。&&&&&&& 3．闸门控制电路其作用是形成计数器所需的控制脉冲。秒脉冲信号经八进制计数／分配器CD4022(IC3)、与IC2D、IC2A、IC2C处理后，形成清零信号R和闸门控制信号INH。当R=1时，计数器直接清零；INH接闸门控制信号，当INH=0时，计数器开始计数，当INH=1时。计数器停止计数，但显示的结果被保留。计数器按清零(31.2ms)→计数(1s)→显示(6．9688s)→清零(31．2ms)→……的模式循环工作，在8s的一个循环周期中，清零和计数的时间一共只有1s多，而显示时间将近7s，可以方便地读取数据。各点波形如图4所示。&&& &&& 4．计数，显示电路根据技术要求。选择五位计数显示电路，采用U1～U5共5块十进制计数7段译码器HCF4026BE和5个共阴极数码管组成十进制计数显示器。4026内部包括十进制计数器和7段译码器两部分，译码输出可以直接驱动LED数码管。
本网站试开通微、小企业商家广告业务；维修点推荐项目。收费实惠有效果！欢迎在QQ或邮箱联系！
【内容导航】
试试再找找您想看的资料
资料搜索：
查看相关资料 & & &
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款
copyright & &广电电器(中国梧州) -all right reserved& 若您有什么意见或建议请mail: & &
地址： 电话：(86)774-2826670&