基于vhdl數(shù)字頻率計的設(shè)計開題報告(編輯修改稿)
2024-12-23 22:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 示激光強度在 1 秒內(nèi)所振蕩的次數(shù) , 然后將得到的數(shù)值乘上 100 萬。據(jù)科學(xué)家研究小組說 , 這種新型 “ 光鐘 ” 的精度至少是最好的銫原子鐘的 1000 倍。但是 , 不同光波之間和某一光波與銫微波頻標(biāo)之間的頻差測量都是極其龐大復(fù)雜 , 價格昂貴的工程。 1999 年 , 德國首次報道了 “ 飛秒激光光學(xué)頻率梳 ” , 飛秒光梳的出現(xiàn)提供了一個準確實用的 “ 光學(xué)頻率綜合器 ” 。 一舉將微波頻率基準與光學(xué)頻率 / 波長聯(lián)系起來。由于飛秒光梳的研究成功和迅速推廣應(yīng)用 。 使冷原子 / 離子存儲 穩(wěn)頻的光頻標(biāo)與飛秒光梳結(jié)合成 “ 光鐘 ” 。 使光學(xué)頻率標(biāo)準的實際應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實。光鐘的研制將成為國際計量發(fā)展的一個新熱點。 目前 , 科學(xué)家們正在把其他量轉(zhuǎn)換成時頻量進行測量。第一個完成這種轉(zhuǎn)換的是長度。目前利用飛秒 ( 10 16 秒 ) 激光脈沖所產(chǎn)生的梳狀頻譜與微波頻率聯(lián)系起來 , 這樣就可實現(xiàn)長度和時間基準的比對。再就是電學(xué)量。當(dāng)兩塊低溫 ( 液氮 ) 超導(dǎo)金屬充分接近 , 其間相隔僅為約 1 納米的絕緣層時便形成超導(dǎo)結(jié) , 若在結(jié)的兩端施加直流電壓 , 結(jié)上即會產(chǎn)生高頻超導(dǎo)電流。這時約瑟夫森效應(yīng)的宏觀現(xiàn)象 , 是一種量子力學(xué) 隧道穿透效應(yīng) , 其頻率即可與電壓掛鉤 , 單個結(jié)顯示為若干毫伏 , 上千個結(jié)疊加起來可獲得 1 伏或 10 伏的電壓。另一方面 , 量子化霍爾效應(yīng)產(chǎn)生了量子化電阻 , 使電阻取決于基本物理常數(shù)和一個整數(shù)值。 利用物理關(guān)系把溫度轉(zhuǎn)換為頻率的研究正在進行之中 , 比如某些材料和四極矩的共振頻率隨溫度而變化。質(zhì)量和物質(zhì)的量與頻率的關(guān)系 , 也正在探索之中 , 比如利用電功率與機械的等價性 ,先確定力再定義質(zhì)量單位 。 或者通過一定數(shù)量的基本粒子和阿伏加德羅常數(shù)的精確測量來實現(xiàn)質(zhì)量和物質(zhì)的量。事實上 , 計量單位的基礎(chǔ)已由或正在由宏觀實物體系過渡到微觀量子體系 , 從而大大提高了單位實現(xiàn)的準確性、穩(wěn)定性、可靠性和普通適用性。 在電子測量領(lǐng)域中，頻率測量的精確度是最高的，可達 10— 10E13數(shù)量級。因此，在生產(chǎn)過程中許多物理量，例如溫度、壓力、流量、液位、 PH值、振動、 位移、速度、加速度，乃至各種氣體的百分比成分等均用傳感器轉(zhuǎn)換成信號頻率，然后用數(shù)字頻率計來測量，以提高精確度。由于大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)與單片機技術(shù)的結(jié)合， 頻率計的發(fā)展 進入了智能化和微型化的新階段。其功能進一步擴大，除了 測量頻率、頻率比、周期、時間、相位、相位差等基本功能外，還具有自撿、自校、自診斷、數(shù)理統(tǒng)計、計算方均根值、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)通信等功能。此外，還能測量電壓、電流、阻抗、功率和波形等。 國際上數(shù)字頻率計的分類很多。按功能分類，因計數(shù)式頻率計的測量功能很多，用途很廣。所以根據(jù)儀器具有的功能，電子計數(shù)器有通用和專用之分。 (1)通用型計數(shù)器：是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計數(shù)器。它可測量頻率、周期、多周期平均值、時間間隔、累加計數(shù)、計時等；若配上相應(yīng)插件，就可測相位、電壓、電流、功率、電阻等電量；配 上適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，還可進行長度、重量、壓力、溫度、速度等非電量的測量。 (2)專用計數(shù)器：指專門用來測量某種單一功能的計數(shù)器。如頻率計數(shù)器，只能專門用來測量高頻和微波頻率；時間計數(shù)器，是以測量時間為基礎(chǔ)的計數(shù)器，其測時分辨力和準確度很高，可達 ns數(shù)量級；特種計數(shù)器，它具有特種功能，如可逆計數(shù)器、予置計數(shù)器、差值計數(shù)器、倒數(shù)計數(shù)器等，用于工業(yè)和白控技術(shù)等方面。數(shù)字頻率計按頻段分類 (1)低速計數(shù)器：最高計數(shù)頻率＜ 10MHz； (2) 中速計數(shù)器：最高計數(shù)頻率10— 100MHz； (3)高速計數(shù)
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