基于FPGA的脉冲信号参数高精度测量技术研究.pdf

《基于FPGA的脉冲信号参数高精度测量技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第24卷第1期仪器仪表用户EICVol.242017年1月INSTRUMENTATION2017No.1基于FPGA的脉冲信号参数高精度测量技术研究张一荻（东南大学吴健雄学院，南京211189）摘要：本文介绍了一种基于FPGA的高频脉冲信号参数测试系统，可高速高精度测量脉冲信号的幅度、频率、占空比、上升时间等参数。装置利用FPGA的高速和并行特点，实现脉冲信号参数的高速采集；通过与单片机之间的实时通信，进一步增加了数据的后处理能力；采用等精度测量等一系列措施，有效提高了测量精度,缩短了测量时间。实验结果表明,研制的测试仪精度高、可靠性好、误差率低

2、,可用于电信号参数测量、仪器检测等领域。关键词：FPGA单片机；脉冲信号；精密测试DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2017.01.008中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1671-1041(2017)01-0032-02ResearchonPrecisionMeasurementTechnologyofPulseSignalParametersBasedonFPGAZhangYidi(WuCollegeofSoutheastUniversity，Nanjing,211189，China)Abstract:Th

3、ispaperpresentsapulsesignalparametermeasuringapparatusbasedonFPGA.Themeasuringapparatuscanmeasurepulsesignalamplitude,frequency,dutycycle,risetimeetc.TheinstrumentsamplethedataofPulsesignalinhighspeedusinghighspeedandparalleltransmissionofFPGA.Communicationwithsing-chipmicroc

4、omputerincreasesdataprocessingability.Theequalprecisionmeasurementisusedtoimprovethemeasurementaccuracyandtoshortenthemeasuringtime.Theexperimentalresultsshowsthetestinstrumenthashighprecision,goodreliabilityandlowerrorrate.Itcanbeusedforelectricalsignalparametermeasurementan

5、dinstrumentdetectionetc.Keywords:FPGAsingle-chipmicrocomputer；pulsesignal；precisemeasurement0引言信号调理电路、上升时间信号调理电路、幅值信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA、单片微型计算机、显示器和随着现代科技的高速发展，对于脉冲信号测量精度和标准矩形脉冲信号发生器等组成，其结构框图如图1所示。[1-4]速度的相关要求也越来越高，例如：在电子侦察中,通由于FPGA核心频率可以达到几百MHz，并行处理能力强，过对雷达脉冲信号时域参数的高精度测量，可获取脉

6、冲的非常适于处理高速信号，因此FPGA可以高速采集脉冲信[5]相应细节,从而完成对目标的识别和定位。因此，在实际号的频率、占空比、幅值、上升时间等数据，并通过与单应用中，准确测量各种脉冲信号参数就显得尤为重要。但片机之间的实时通信，将FPGA采集的数据传给单片机，目前往往采用传统示波器对脉冲信号进行测试，这样很难由单片机对数据进行后续处理，再将测量结果在显示器上达到对脉冲信号参数的全面、准确测量。针对上述情况，显示。单片机采用MSP430单片机，该机在25MHz晶体的本文设计了一种高速脉冲信号的高精度测试仪，仪器以驱动下，可实现40ns的指令周期

7、，从而实现数据的快速处理。FPGA为核心，通过与单片机之间的实时通信，可高速、高频率、占空比信号调理电路如图2所示，选用高速比精度测量脉冲信号的频率、占空比、幅度、上升时间等。较器TLV3501，比较器将输入的不同幅值脉冲信号整形成0V~3.3V的方波信号，再输入FPGA。FPGA在闸门时间内1硬件电路设计分别对标准时钟信号和被测信号进行计数，然后根据2个高精度脉冲信号测试仪由频率信号调理电路、占空比计数器的计数值和标准信号的频率，即可计算出被测信号收稿日期：2016-11-11作者简介：张一荻(1996-)，女，南京人，本科，研究方向：自动化检

8、测与通信工程。第1期张一荻·基于FPGA的脉冲信号参数高精度测量技术研究33为5V的矩形脉冲信号，再通过运算放大器THS3091对信号进