叶端定时传感器脉冲信号高速采集系统的FPGA实现

在非接触式高速旋转叶片自动实时监测系统中,要求25μm的振动位移测量分辨率,为采集电路的设计增加了很大的难度。由于信号处理系统用固定频率脉冲填充法计数,实现定时时间的测量。因此采集系统的设计关键问题是:计数器频率达100MHz的24bit高速计数器的设计和利用D触发器使锁存脉冲与100MHz的计数时钟同步,从而解决由于计数脉冲与锁存脉冲不同步所造成的数据锁存失误问题。锁存器的数据由EPP接口采集到计算机中进行处理。实验证实了该系统性能良好,达到预定精度要求。     

100MHz数字频率计的设计

100MHz数字频率计用VHDL语言编程设计,主要由五个模块组成,分别是测频控制信号发生器、十进制计数器、32位锁存器、分频器、动态扫描译码驱动器模块五部分构成。选用分频器将工作时钟分频后,用测频器测频,将被测频率信号经脉冲整形电路后作为计数器的计数脉冲,加入计数器的输入端,测量一定闸门时间内被测信号的脉冲个数,并将其计数值锁存进锁存器中,最后通过动态扫描译码器读出数值,该频率计精度高,可用于频率测量、机械转速测量等领域。     

新型磁致伸缩液位传感器检测原理与实现

新型磁致伸缩液位仪以C8051F005为核心,为实现大量程测量,系统实时检测信号幅度,利用D/A实时调整变增益运算放大器AD603的放大增益,保证传感器输出信号幅度在全量程范围内的恒定.激励脉冲与检测脉冲的时间差由现场可编程门阵列(FPGA)利用高频时钟计数的方式实现.高频时钟选取50 MHz时,时间测量精度达到1/50μs.实验结果表明,新型磁致伸缩液位仪测量精度达到±2 mm,克服了传统的由于量程原因带来的信号幅度变化而对测量结果的影响.利用FPGA高频计数方式测量激励和检测信号的时间差,降低了系统的测量误差.     

可控脉冲信号发生器的设计

数字信号由于具有抗干扰能力强、无噪声积累,便于存储、处理和交换等一系列优点,已经成为现代控制领域的主要处理信号.要求改变脉冲信号的周期、占空比和输出脉冲个数可控的电路模块在很多控制领域都有应用.本文介绍了一种基于FPGA芯片的可控输出信号周期、占空比和信号个数的设计方法.应用时钟管理模块对输入时钟进行倍频来提高输出信号的周期范围和精度;调用IP核来完成相应的数学运算;应用两个可控减计数器来控制每一周期内高低电平的持续时间;应用数量控制计数器对输出的脉冲进行计数,控制输出量.该设计运行在ALTERA公司的clcyone芯片上,取得良好的效果,具有灵活高效的优点.     

光栅传感器在油泵试验台喷油量测控中的应用

对光栅传感器输出的两个相差 90°的莫尔信号 ,用内差法进行细分 (倍频 )。使其在莫尔信号变化的一个周期内 ,输出 10个均匀分布的计数脉冲 ,并用计数器对之进行计数 ,从而实现了喷油泵喷油量的测量与控制。实际应用表明 ,用此方法进行测量 ,试验台工作稳定 ,抗干扰性强 ,精度大为提高。     

数字式频率相位差测量仪的设计

以单片机为控制核心，用可编程逻辑控制芯片CPLD，产生双32位的计数器和相位差检测器，进行等精度的频率、相位差测量．计数器的计数时间宽度和显示方式由键盘设定．单片机读入计数值，进行浮点运算，测量结果显示于液晶屏上。     

单光子计数实验系统及其应用

分析了单光子计数实验中采用脉冲幅度甄别器和光子计数器测量光子数的实验原理，讨论了可能影响实验测量精度及产生误差的原因，并运用MATLAB软件绘制实验曲线，该实验对实验操作者进行必要的实验技能训练的同时又提高了实验测量的精度。     

基于脉冲延迟比较的测距法

延迟比较测距法使用两个脉冲进行比较,运用微小值放大测量的原理获得测量值.与常见的脉冲测距方法相比,提高了测量精度、缩短了距离测量.该方法中的两个脉冲,一个作为参考脉冲,另一个是测量脉冲,通过对两者分别计数,并利用逻辑电路实现参考脉冲与测量脉冲的延迟比较,判断两个脉冲的重合情况.两个脉冲一旦发生重合,系统停止计数,并根据脉冲个数和参考脉冲周期计算出被测距离.     

一种全数字延时触发器设计

传统的单稳延时电路需外接RC支路,故精度不高,稳定性差,预置不直观。与之相比,全数字化设计的触发器采用时钟计数与预设值较容易实现延时,准确性、稳定性大大提高。延时范围与时钟频率有关,亦随计数器位数增加而增加,最高分辨率由器件响应速度确定,定时精度与时钟步长有关。由于采用数字比较方法,可实现不同量程（μs~数10s）切换。该设计可用于要求较高的实验场合。     

BESⅢ主触发系统VME机箱快控制插件的设计

提出了“可预置计数限的计数逻辑”和“有暂停控制的双向计数器逻辑”，解决了VME总线主板所能处理的中断的频率与输入信号脉冲的频率不匹配的难题，消除了某些信号与系统时钟异步造成的准稳态；所设计的插件实现了VME总线程控流水线式发中断的功能．     

一种多通道脉冲计数器的EDA方法设计

介绍了用CPLD+HDL的EDA技术作为开发手段,实现对多通道的脉冲信号计数的脉冲计数器的设计,并利用单片机将计数结果传给上位机,论述了基于VHDL语言和芯片的数字系统的设计思想和过程,通过对设计结果的系统仿真波形分析,验证了计数器设计的正确性。     

精密时间间隔计数器的研制

在光纤时间传递研究中,为了实现光纤传输时间延迟的精密补偿,必须对光纤时间传输延迟进行精密测量.我们研制了具有自主知识产权的＂NTSC312精密时间间隔计数器＂,该设备可以对时间间隔、脉冲宽度、脉冲周期进行测量,测量范围：1ns～1s,测量分辨率：1ps,测量精度：优于10ps.     

基于单片机和CPLD的数字频率计设计

介绍了以89552单片机和复杂可编程逻辑器件（CPLD）为核心的数字频率计的设计．利用CPLD来实现频率、周期、脉宽和占空比的测量计数;采用单片机完成测试控制、数据处理和显示输出．同时,运用等精度的设计方法,克服了基于传统测频原理的频率计的测量精度随被测信号频率的下降而降低的缺点．实验结果表明,所设计的数字频率计性能稳定、测量精度高．     

一种全球定位系统卫星C/A信号通道绝对时延标定算法

为了精密测量全球定位系统（GPS）卫星C/A（Coarse/Acquisition）信号发射通道时延,提出了一种采用数字信号处理技术的标定算法.对GPS卫星输出的C/A导航信号和时间保持系统的Z计数脉冲进行双通道同步采样,在数字域完成C/A信号预处理后,进行多速率数字信号处理,获取C/A信号中伪随机码起始点;结合Z计数脉冲信号样本数据的处理结果,计算得到C/A信号发射通道的绝对时延.采样率为10 GHz时算法标定结果的不确定度低于0.2 ns.

     

基于线阵CCD的纱线计数器设计

基于线阵电荷耦合元件（CCD）的纱线计数器,采用TCD1501D为图像传感元件,利用复杂可编程逻辑器件产生稳定的时序脉冲驱动CCD元件,传感器输出图像信号经滤波放大和AD转换后由ARM微控制器采集.采集的数据在ARM内部进行二值化处理,实现纱线计数.详细介绍了系统软硬件设计.实验测试证明了系统设计的正确性.     

智能高速频率计设计

论述了一种频率测量范围为1 Hz4 GHz高分辨率频率计的设计方法.智能高速频率计数器分成两个通道,利用ECL逻辑电平高速芯片和CPLD共同完成对高频信号的整形和计数,采用单片机进行智能控制和显示,具有多时基档位转换、频率测量、周期测量、自动校准、外部计数等多种功能.     

CPLD在超声波传感器驱动控制电路中的应用

针对超声波应用系统易受噪声干扰以及超声波信号的空间衰减现象影响，从而要求超声波传感器工作在其最佳特征的特点，论证了驱动脉冲信号的控制精度对传感器工作特性的影响，给出了传感器驱动信号脉冲宽度与传感器频率之间的最佳关系式，提出了采用复杂可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）产生传感器驱动控制信号的方法，将该方法应用于一超声波流量计测量系统中，得到了比传统型单片机控制电路更好的控制精度和控制效果。     

基于CPLD的时差法在小管径流量测量中的应用

基于小管径流量检测,采用高性能CPLD,实现了一种新的测量超声波渡越时间的方法。实验结果表明,应用CPLD技术可以显著地提高测时精度,简化电路的设计,提高了系统的稳定性和抗干扰能力,从而提高对流量的测量精度。