数字频率计毕业论文--基于VHDL的数字频率计的设计

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1、 1 1 1 绪论绪论 1.11.1 研究背景及主要研究意义研究背景及主要研究意义 频率是电子技术领域永恒的话题，电子技术领域离不开频率，一旦离开频率，电子技 术的发展是不可想象的， 为了得到性能更好的电子系统， 科研人员在不断的研究频率， CPU 就是用频率的高低来评价性能的好坏，可见，频率在电子系统中的重要性。 频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，其 最基本的工作原理为：当被测信号在特定的时间段 T 内的周期个数 N 时，则被测信号的频 率 f=NT.电子计数器是一种基础测量仪器，到目前为止已有三十多年的发展历史。早期， 设计师们追求的目标主要是扩展测量

2、范围，再加上提高测量精度、稳定度等，这些也是人 们衡量电子计算机的技术水平，决定电子技术器价格高低的主要依据。目前这些技术日臻 完善，成熟。应用现代技术可以轻松地将电子计数器的频率扩展到微波频段。 1.21.2 数字频率计的发展现状数字频率计的发展现状 随着科学技术的发展，用户对电子计数器也提出了新的要求。对于低档产品要求使用 操作方便，量程（足够）宽，可靠性高，价格低。而对中高档产品，则要求有较高的分辨 率，高精度，高稳定度，高测量速率；除通常通用计数器所具有的功能外，还要有数据处 理功能，统计分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能。这些要求有的已经实现或者 部分实现，但要真正地实现这些目

3、标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表 面看来似乎发展到头了。 由于微电子技术和计算机技术的发展，频率计都在不断地进步着，灵敏度不断提高， 频率范围不断扩大，功能不断增加。在测试通讯、微波器件或产品时，通常都市较复杂的 信号，如含有复杂频率成分、调制的含有未知频率分量的、频率固定的变化的、纯净的或 叠加有干扰的等等。为了能正确的测量不同类型的信号，必须了解待测信号特性和各种频 率测量仪器的性能。微波技术器一般使用类型频谱分析仪的分频或混频电路，另外还包含 多个时间基准、合成器、中频放大器等。虽然所有的微波计数器都是用来完成技术任务的， 但各自厂家都有各自的一套复杂计数器的设计、使得不

4、同型号的技术其性能和价格会有所 差别，比如说一些计数器可以测量脉冲参数，并提供类似与频率分析仪的屏幕显示，对这 些功能具有不同功能不同规格的众多仪器，我们应该视测试需要正确的选择以达到最经济 和最佳的应用效果。 2 电子计数器是其它数字化仪器的基础，在他的输入通道接入各种模-数变换器，再利用 相应的换能器便制成各种数字化仪器。电子计数器的优点是测量精度高，量程宽、功能多、 操作简单、测量速度快，直接显示数字，而且易于实现测量过程自动化，在工业生产和科 学实验中得到广泛的应用。 频率计的主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式和混合式四种。直接式的优点 是速度快、相位噪声低但结构复杂、杂散多，一般只应用在地面雷达中。锁相式和直接数 字式都同时具有容易实现产品系列化、小型化、模块化和工程化的特点，其中锁相式更是 以其容易实现相位同步的的自动控制且低功耗的特点成为各种众多业内人士的首选，应用 最为广泛。 1.31.3 本课题主要研究内容本课题主要研究内容 在本次设计中我们要以单片机 8051 为控制核心，设计出有数字显示的简易频率计， 同时要求检测的电路，测量信号类型为方波、正弦波