【正文】 范圍高精度的頻率相位計在實際應(yīng)用中有重要意義。關(guān)鍵詞：等精度；頻率與相位計；FPGAThe Design of Equal Precision Frequency and Phase Meter Based on FPGAAbstract: Frequency and phase are two important characteristics of a signal. Grasping these two characteristics means that we could basically grasp a signal. So it is very significant to develop a high precision frequency and phase meter. The development of an equal precision frequency and phase meter based on FPGA is introduced in this paper, mainly about the design of hardware and software. The Design mainly includes three modules: counting module, calculating module and displaying module. The number of period of a signal is counted by counting module, data from counting module is puted by calculating module, and finally the result from calculating module is showed by displaying module. The measure results show that frequency and phase meter based on FPGA could scale frequency, phase and pulse width, and could meet requires of speed and precision. Therefore, this design will take up an important position in the future and have practical value. Keywords: equal precision, frequency and phase meter, FPGA目 錄第一章 緒論 ......................................................................................................................1 課題背景及意義 .........................................................................................................1 國內(nèi)外研究狀況和進展 .............................................................................................1 本文主要工作及內(nèi)容安排 .........................................................................................3第二章 等精度頻率相位計的基本原理 ...................................................................5 頻率測量的基本原理 .................................................................................................5 相位測量原理 ..........................................................................................................6 模擬式直讀相位計 ...............................................................................................6 基于傅立葉變換測量相位 ...................................................................................7 自動數(shù)字測相 .......................................................................................................8 脈寬、占空比測量 .............................................................................................10第三章 等精度頻率相位計硬件結(jié)構(gòu)以及實現(xiàn) ...................................................11 FPGA 器件及設(shè)計開發(fā)板介紹 .................................................................................11 FPGA 簡介 ...........................................................................................................11 設(shè)計所用開發(fā)平臺（CreateSOPC1000A1CT）簡介 .....................................13 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu) ........................................................................................................13 信號處理模塊 .................................................................................................14 數(shù)據(jù)處理 .............................................................................................................16 顯示模塊 .............................................................................................................18第四章 等精度頻率相位計設(shè)計軟件實現(xiàn)及結(jié)果仿真 .....................................20 VHDL 語言簡介 ........................................................................................................20 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) .......................................................................................................21 信號處理模塊的 VHDL 實現(xiàn) ............................................................................22 譯碼顯示模塊實現(xiàn) .............................................................................................23 系統(tǒng)仿真 ...................................................................................................................24 信號處理模塊仿真 .............................................................................................25 計算模塊仿真 .....................................................................................................26 譯碼模塊 .............................................................................................................26 系統(tǒng)結(jié)果仿真 .....................................................................................................27 測量結(jié)果以及誤差分析 .................................................................................29第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ...........................................................................................................31 系統(tǒng)引腳約束及功能 ...............................................................................................31 系統(tǒng)調(diào)試 ...................................................................................................................32結(jié)論 ....................................................................................................................................34致謝 ....................................................................................................................................35參考文獻 ...........................................................................................................................36第一章 緒論 課題背景及意義 頻率、相位是現(xiàn)代數(shù)字信號的基本也是最重要的特征。本文介紹了基于 FPGA 的等精度頻率與相位計的設(shè)計，包括硬件和軟件設(shè)計，設(shè)計主要分為三個模塊：計數(shù)模塊、計算模塊和顯示模塊，計數(shù)模塊對被測信號周期數(shù)進行計數(shù)，計算模塊對信號處理模塊輸出的數(shù)據(jù)進行計算，最后計算結(jié)果由顯示模塊顯示。西南科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）題目名稱：基于 FPGA 的等精度頻率與相位計設(shè)計年 級：2022 級 ■本科 □?？茖W生學號：20225070學生姓名：劉智超 指導教師：方艷紅 趙海龍 學生單位：信息工程學院 技術(shù)職稱：講師 助教 學生專業(yè)：生物醫(yī)學工程 教師單位：信息工程學院西 南 科 技 大 學 教 務(wù) 處 制基于 FPGA 的等精度頻率與相位計設(shè)計摘要：頻率、相位是信號最重要的兩個特征值，把握了它們，就可以基本把握一個信號。因此研制高精度的頻率與相位測量設(shè)備具有十分重要的意義。實驗結(jié)果表明，這種基于 FPGA 的方法可以對頻率、相位以及脈寬進行測量，并在精度和處理速度都達到實際計要求，由此可以看出，本課題有其發(fā)展空間和實際價值。在電子信號測量中，頻率測量是最基本的測量量之一，工程中很多測量，如用振弦式力測量、時間測量、速度測量、速度控制等，都涉及到頻率測量，或可歸結(jié)為頻率測量 ；相位的測量]1[在實際中也有很重要的應(yīng)用，比如基于紅外定位技術(shù)的礦井提升機位置跟蹤系統(tǒng)，這個系統(tǒng)就是通過紅外在井罐和被測點反射的相位差來進行定位的，即在井罐發(fā)射一組連續(xù)紅外線，并接受其反射信號，通過發(fā)射和反射信號的相位差來代替時間，從而計算出距離；又如伺服電機驅(qū)動，也需要考慮測量信號的相位差 。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我們已