频率计调研报告

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1、大连科技学院毕业设计（论文）调研报告学生姓名王运运专业班级通信工程2012级1班所在院系电气工程学院指导教师鞠艳杰职称讲师所在单位电子电路教研室调研报告1课题来源及意义频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电了测量仪器。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。主要由四个部分构成：时基（T）电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。EDA为町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。FPGA以硬件描述语言（V

2、erilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基木的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。2国内外研究现状和发展趋势2.1研究现状：随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。对于抵挡产品要求使用操作方便，量程（足够）宽，可靠性能搞，低价格。而对于中高档产品，则耍求冇高分辨率，高精度，搞稳定度，高测量速率；除通常通用计数器所具冇的功能外，还要有数据处理功能，时

3、域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些口标，对于生产厂家來说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。由于微电了技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵皱度不断提高,频率范围不断扩大，功能不断地增加。在测试通讯、微波器件或产品时，通常都是较复杂的信号，如含有复杂频率成分、调制的或含有未知频率分量的、频率固定的或变化的、纯净的或叠加有干扰的等等。为了能正确地测量不同类型的信号,必须了解待测信号特性和各种频率测量仪器的性能。微波计数器一般使用类型频谱分析仪的分频或

4、混频电路，另外还包含多个时间基准、合成器、中频放大器等。虽然所冇的微波计数器都是用来完成技术任务的，但制造厂家都冇各自的一套复杂的计数器的设计、使得不同型号的计数器性能和价格会有所差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似于频率分析仪的频幕显示，对这些功能具冇不同功能不同规格的众多仪器。我们应该视测试需要正确的选择，以达到最经济和最佳的应用效果。2.2发展趋势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

5、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屮,示波器在进行频率测量是频率较低，误差较人。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。正是由丁•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。在传统生产制造金业屮，频率计被广泛应用在产线的生产测试屮。频率计能够快速的捕捉到晶体振荡器输出的频

6、率变化，用于通过使用频率计能够迅速的发现有故障的晶振产品，确保产品质量。在计量实验室中，频率计被用來对各种电子测量设备的本地振荡器进行校准。在无线通讯测试屮，频率计既可以被用来对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以用来对电台的跳帧信号进行分析。对于频率计的设计口前也有专用芯片可以实现，如利用MAXIM公司的ICM7240來设计频率计。但出于这种芯片的计数频率比较低，远不能达到在一-些场合需要测量很搞的频率要求，而测量精度也受到芯片木身的限制。提出的用AT8C52单片机设计频率计的方法可以解决这些问题，实现精度较高、等精度和宽范围频率计的设

7、计。3研究内容频率计的基木原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准吋钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，即闸门吋间为1S。闸门时间可以根据需要取值，大于或小于1S都可以。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长，则每测一次频率的间隔就越长。闸门吋间越短，测得的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。一般取1S作为闸门时间。数字频率计的关键组成部分包括测频控制信号发生器，计数器，锁存器，译码驱动电路和显示电路。数字频率计的功能，设计釆用EDA技术，完成功能模块的划分，利用测频法的原理和VHDL语

8、言，分别用VHDL语言完成底层模块的设计和以原理图的方法完成顶层模块的设计，采用口顶向下的设计方法，实现了1Hz〜10kHz测量范围的的数字频率计，并在软件平台下分别对设计项口、各个模块以及顶