数字频率测量系统的设计【开题报告+文献综述+毕业论文】

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1、本科毕业论文系列开题报告电气工程及其自动化数字频率测量系统的设计一、课题研究意义及现状近年来，高精度频率测量仪器在电子技术领域中得到了越来越广泛的应用，尤其是在晶体或晶体振荡器需求量大和对其精度要求较高的行业。例如。在飞速发展的个人通信和消费电领域，越来越多的产品被要求同时具有高性能和低功耗的特点，为r满足不同器件的时钟要求和低功耗的要求，一块印刷电路板上可能会布置2个或2个以上二的晶体或晶体振荡器。与此同时。许多行业对晶体和晶体振荡器的频率准确度和稳定度指标也提出了越来越高要求。例如，低端路由器要求内部晶体振荡器的频率稳定度优于5

2、×10一／r，SDH通信设备要求主参考时钟源的频率稳定度优于l×10-11／r。可见高精度频率测量仪器的市场需求很大。为了测量高指标的晶体或晶体振荡器，一般精度的频率测量仪器不能满足要求，但是能够满足高精度频率测量要求的仪器又都是作为频率计量基准。应用于国家汁量部门或科研院所，这些仪器设计复杂、体积巨大、价格昂贵，很雉在短期内推广，因此，设计一款测量精度高、成本较低的频率测量仪器就显得十分必要。频率作为一种最基本的物理量，其测量问题等同于时间的测量，不仅在工程应用中非常重要，而且在高准确度定时系统中处于核心地位。在实际的频率测量过程

3、中±1个字计数误差的存在往往是限制频率测量准确度进一步提高的一个重要原因。由于测频技术的重要性，使其测量方法有了很大的发展，常用的方法有M法、T法和M／T法，但这3种方法都存在±1个字计数误差问题。二、课题研究的主要内容和预期目标本课题主要了解M法、T法和M／T法测频的原理及各自产生误差的原理，分析限制它们测量精度提高的一个重要原因，并应用PSOC设计一种完全同步的频率测的方法，利用完全同步消除了限制测量准确度提高的±1个字计数误差问题，从而使频率测量的准确度和性能大为改善。此系统主要分为二个阶段：第一阶段：查阅相关资料，了解M法、

4、T法和M／T法测频的原理及各自产生误差的原理，分析限制它们测量精度提高的一个重要原因。第二阶段：，在以上分析的基础上，本设计采用PSOC来设计一种完全同步的频率测量方案,脉冲同步检测电路由2个计数器、1个同步控制器、1个定时器、运算器、显示器组成。三、课题研究的方法及措施本次设计中，采用全同步测频的方法闸门信号不仅与被测信号同步，还与标准时钟同步。但实际上对于任意的标准时钟和被测信号要找到两者脉冲完全同步的时刻来开启，关闭闸门是不现实的，需要一个同步控制器来负责同时开启和关闭两个计数器。在系统定时器给定的闸门信号开启时，计数器并不立

5、即开始计数，而是等到被测信号的上升沿到来时，两个计数器才开始计数。也就是说，当控制信号出现后，由随后到来的被测信号的第一个脉冲上升沿使能两个计数器开始计数。当定时器给出闸门关闭信号后，两个计数器也并不立即停止计数，而是再次等到被测频率信号的上升沿到来的时刻才关闭计数器停止计数。这样就可以提高测量的精度。本次设计采用PSOC来完成，其设计原理图由脉冲同步检测电路由2个计数器、1个同步控制器、1个定时器、运算器、显示器组成。其内部模块电路设计原理如图1所示。图1频率测量系统组成框图四、课题研究进度计划毕业设计期限：自20010年10月2

6、0至2011年4月25日。2010年10月20日-11月24日：分析老师给的任务，收集相关资料，确定系统总体方案设计，完成数字频率测量系统设计的开题报告、文献综述、外文翻译。2010年2月20日-3月20日：对方案进行具体设计，对系统模块进行软件程序设计，调试程序，撰写设计报告与论文。2010年3月22日-4月25日：对设计作品进行完善，修改论文，进行答辩。五、参考文献[1]戴国骏.系统可配置单片机原理与应用[M].北京:机械工业出版社，2009，4.[2]叶朝辉，华成英.可编程片上系统(PSoC)原理及实训[M].北京：清华大学出

7、版社，2008，5.[3]梁志颖.嵌入式系统晶片PSoC实作入门[M].台湾：旗标出版社，2009，9.[4]朱明程，李晓滨.PSoC原理与应用设计[M].北京：机械工业出版社，2008，3.[5]BIT-AutomotiveElectronicsTechnicalInnovationCenter.TheoryandOperationofPsoC[EB/OL].[2010-11-17].http://www.ourdev.cn/bbs/.[6]JozefK．RyszardS．JerzyP．eta1．Field—programmabl

8、e-gate-ar—ray-basedtime-to-digitalconverterwith200psresolution[J]．JEEETransonInstrumentationandMeasurement，1997，46(1)