基于vhdl數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2024-08-23 18:45本頁(yè)面
【正文】 頻率比、周期、時(shí)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(jì)、計(jì)算方均根值、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)通信等功能。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中許多物理量，例如溫度、壓力、流量、液位、PH值、振動(dòng)、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(hào)頻率，然后用數(shù)字頻率計(jì)來(lái)測(cè)量，以提高精確度。事實(shí)上, 計(jì)量單位的基礎(chǔ)已由或正在由宏觀實(shí)物體系過(guò)渡到微觀量子體系, 從而大大提高了單位實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性和普通適用性。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(jī)械的等價(jià)性,先確定力再定義質(zhì)量單位。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(gè)整數(shù)值。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(shí)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(huì)產(chǎn)生高頻超導(dǎo)電流。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(lái), 這樣就可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度和時(shí)間基準(zhǔn)的比對(duì)。目前, 科學(xué)家們正在把其他量轉(zhuǎn)換成時(shí)頻量進(jìn)行測(cè)量。使光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。由于飛秒光梳的研究成功和迅速推廣應(yīng)用。1999 年, 德國(guó)首次報(bào)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(gè)準(zhǔn)確實(shí)用的“光學(xué)頻率綜合器 ”。據(jù)科學(xué)家研究小組說(shuō), 這種新型“光鐘” 的精度至少是最好的銫原子鐘的1000 倍。問(wèn)題是, 目前沒(méi)有一種裝置能夠如此快的計(jì)數(shù)。但是, 計(jì)量科學(xué)家們?nèi)匀幌Ｍ苡姓袷庮l率更快的時(shí)鐘, 用于科學(xué)前沿問(wèn)題的研究, 例如弄清決定電磁互作用強(qiáng)度的所謂精細(xì)結(jié)構(gòu)是否真的穩(wěn)定等問(wèn)題。 現(xiàn)在, 國(guó)際上使用最多的原子鐘的震蕩頻率通常是數(shù)納秒( 一納秒= 10 億分之一秒) , 它是通過(guò)調(diào)整超高頻激光, 使之和銫原子鐘發(fā)射的光波頻率相匹配而實(shí)現(xiàn)的。 時(shí)間頻率的測(cè)量過(guò)程,實(shí)際上是通過(guò)所選定的方法將被測(cè)頻標(biāo)與參考頻標(biāo)進(jìn)行比對(duì)的過(guò)程。在計(jì)量學(xué)和計(jì)量測(cè)試中,時(shí)間頻率是帶頭學(xué)科,是先導(dǎo)。時(shí)間頻率的高精度測(cè)量,促進(jìn)著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,又反過(guò)來(lái)把時(shí)間頻率的精度測(cè)量提高到了新的高度,兩者的密切關(guān)系,使很多人都想了解和掌握時(shí)間頻率高精度測(cè)量的有關(guān)技術(shù)和方法。多年來(lái)我國(guó)在時(shí)間頻率計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研制、建立和維護(hù)以及時(shí)間頻率綜合測(cè)試技等領(lǐng)域取得了一批系統(tǒng)先進(jìn)、設(shè)計(jì)合理,并具有國(guó)內(nèi)、國(guó)際先進(jìn)水平的研制成果,主要有:頻率綜合器擴(kuò)頻技術(shù),毫米波短穩(wěn)檢定裝置, 100 MHz鎖相晶振頻標(biāo)系統(tǒng), GPS標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)定時(shí)技術(shù)研究和系統(tǒng)建立,脈沖功率放大鏈相位噪聲檢定系統(tǒng), GPS時(shí)間同步技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)建立,射頻脈沖序列穩(wěn)定度測(cè)試系統(tǒng)等。時(shí)間頻率計(jì)量技術(shù)研究主要從事各類時(shí)頻測(cè)量?jī)x器設(shè)備,特別是各種頻率源長(zhǎng)期特性、頻率短期特性和GPS接收機(jī)定時(shí)、定位、校頻等特性的檢定、校準(zhǔn)、測(cè)試工作。三是利用超導(dǎo)技術(shù),建立短期頻率穩(wěn)定度絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)隨著軍事技術(shù)的需要,頻率標(biāo)準(zhǔn)呈小型化化方向發(fā)展。主要包括鍵盤處理及顯示電路兩個(gè)部分。能夠?qū)崿F(xiàn)FPGA開(kāi)發(fā)板對(duì)外部放大整形電路、及顯示電路信號(hào)的輸入輸出。為FPGA開(kāi)發(fā)板、LED顯示電路、運(yùn)算放大器等器件提供相應(yīng)的電壓。由運(yùn)算放大器、電阻、電容等分離元件組成放大整形電路，能夠把外部的正弦波、三角波、矩形波信號(hào)變?yōu)镕PGA能夠識(shí)別的矩形波信號(hào)以及去除外部噪聲的干擾，從而由FPGA對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)處理。這是本課題研究的核心內(nèi)容，通過(guò)VHDL編程使FPGA完成對(duì)被測(cè)信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的計(jì)數(shù)，及
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