低频数字式相位测量仪(课程设计)

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1、河质院2008级《商检技术》课程设计河南质量工程职业学院《商检技术》课程设计题目：_低频数字式相位测量仪___系别：机电工程系专业：商检技术班级：08商检二班学生姓名：轻舞飞扬指导老师：痞子蔡完成日期：2010.03.1513河质院2008级《商检技术》课程设计河南质量工程职业学院《商检技术》课程设计任务书班级08商检二班学生姓名周梦指导教师陈少鸿课程设计题目低频数字式相位测量仪主要设计内容频率是信号的重要参数之一，如何获得这一准确数据已经在信息领域显得越来越重要了。相位测量在信号提取、检测、处理等方面有着重要的应用。本设计采用单片机和

2、可编程逻辑器件（CPLD）为核心，利用单片机进行数据处理并显示结果,软件采用汇编语言实现,构成低频信号频率相位测量仪。主要技术指标和设计要求1．设计指标①在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下，扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值至0.3V～5V范围。②用数字移相信号发生器校验相位测量仪，自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。2．设计要求设计并制作一个数字式移相信号发生器，用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号，要求：a．频率范围：20Hz～20kHz，频率步进为20Hz，输出频率可预置。b．A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在

3、0.3V～5V范围内变化。c．相位差范围为0～359°，相位差步进为1°，相位差值可预置。d．数字显示预置的频率、相位差值。3..编写设计报告写出数字式相位测量仪工作的原理及其他，附上有关资料和图形，4..写出心得体会。主要参考资料及文献【1】刘国林等编著。电子测量。北京：机械工业出版社，2003-9-13【2】谢自美编著。电子线路设计、试验、测试。武汉：华中理工大学出版社出版，2000【3】全国大学生电子设计竞赛组委会编。《第四届全国电子设计竞赛获奖作品选编》。北京：北京理工大学出版社出版200113河质院2008级《商检技术》课程设

4、计目录1设计要求………………….......................................…….32设计原理……………........................................................33设计过程…………………………….……………......…33.1方案确定及原理框图……………….…..........................43.2各部分电路的设计…………......................................….63.2.1整形电路设计……

5、………………….…......................73.2.2移相电路设计………………………...........................73.3总电路的设计及工作原理…………………….........…94调试与测试………………………..............................……9结束语（总结体会）…………………………....................12参考文献……………………………....................................1313河质院2008级《商检技术》

6、课程设计低频数字式相位测量仪的设计1.设计要求（1）设计并制作一个相位测量仪a．频率范围：20Hz～20kHz。b．相位测量仪的输入阻抗≥100k。c．允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V～5V范围内变化。d．相位测量绝对误差≤2°。e．具有频率测量及数字显示功能。f．相位差数字显示：相位读数为0o~359.9o，分辨力为0.1°。（2）参考图2制作一个移相网络a．输入信号频率：100Hz、1kHz、10kHz。b．连续相移范围：－45°～＋45°。c．A＇、B＇输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化。2设计原理本系

7、统的相位测量采用由高速时钟脉冲测量两路波形过零点之间距离的方法。采用这种技术制成的电子仪器电路结构简单、性能可靠、测量精确且易于调试。采用AlteraCycloneII系列FPGA器件EP2C5，设计了高精度相位测量仪。测量相位差所需的信号源在FPGA内部运用DDS原理生成，然后通过高速时钟脉冲计算两路正弦波过零点之间的距离，最后通过一定的运算电路得到最终相位值，测相精度为1°。3设计过程低频数字式相位测量仪由数字式移相信号发生器、模拟移相网络、数字相位测量部分以及人机接口等模块组成。数字式移相信号发生器采用双路时统DDS技术，基于FP

8、GA实现。相位测量部分采用基于相位—时间变换的等精度测量技术，由单片机控制CPLD实现。并增加了扫频、扫相、扫幅及相位打印功能，扩展了模拟移相器移相范围及相位显示形式。13河质院2008级《商检技术》课程设