基于VHDL等精度频率计的设计

图 １等精度测频 实现方法 的原理 图
１ ． ３系统组 成 系 统 由分 频器 和计 数器 ｌ 。计数 器 ２ Ｄ触 发 ． 测 量 范 围为 ０１ １ ０ ｚ 其 精度 为 ００ ０ 。 用 ４ ． ０ ＭＨ 。 ～ ：０ １ 位带 小数 点 数码 管显 示其 频 率 。 并且 具 有超 量 程 、 器 等组 成 分频 器 出来 的信 号作 为等 精度 测 频原 欠 量 程提 示 功能 理 的预 置 闸 门信 号 。其 中 Ｄ触 发 器 、 数 器 ２和 计 １２测 频 原 理 ． 计数 器 １的作用 与 图 １ 似 运 算模 块 就是 完 成 相 常 用 的直 接测 频方 法 主要有 测 频 法 和测 周 期 公式 （— ， ２ 的运 算 。 １１—） １ 复位 主要 对分 频 、 计数 器 ｌ 法 两 种 。测 频 法就 在确 定 的闸 门时 间 Ｔ ｗ内 ， 录 和计 数 器 ２进行 清零 操作 。采用 等精 度 测频 原 理 记
的输 出端 ， 同时 启 动两 个 计 数 器计 数 ； 同样 ， 当预 ２ Ｏ世 纪末 。电子 技 术 获得 了飞速 的发 展 ． 在 置 门信 号 为 低 电平 （ 预置 时 间结束 ） ， 时 被测 信 号 其 推 动下 ．现 代 电子产 品几 乎渗 透 了社 会 各个 领 的上 升 沿通 过 Ｄ触 发 器 的 输 出端 ． 同时关 闭计 数 域 ．有 力 的推 动 了社 会 生产 力 的发展 和社 会 信 息 器 的计 数 。 化 程 度 的提 高 ．同 时也使 现代 电子产 品性 能 进一 步提 高 ， 品更 新换 代 的节奏 也越 来 越快 。 产 基 于传统 测 频原 理 的频 率计 的测 量 精 度将 随 被测 信 号频 率 的下 降而 降低 ．即测 量 的精 度 随着
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基于 Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ等精度频 率计 的设计
李 攀 ．魏 楠
（ 源职 业技 术 学 院信 息工 程 系 河 南 济源 ４ ９ ０ 济 ５ ０ ０）
【 摘 要 】 本 文利 用 等精 度 测 量原 理 ， 过 Ｅ Ａ技 术 运 用 ＶＨ ： 通 Ｄ ＤＬ编 程设 计 一个 频 率计 ， 精 度 范 围在 ０ ￣ ０ ＭＨｚ 给 出实现代 码 和 仿 真 波形 ， 于 Ｖ ． １０ Ｉ ， 基 ＨＤＬ等精 度 频 率计设 计 具 有较 高的 实 用性和 可靠性 。 【 关键 词 】 ＨＤＬ 等精度 ；Ｐ Ａ ：Ｖ ； ＦＧ
率 （ｓ 信 号 从 Ｃ Ｔ ｆ） Ｎ １的 时 钟 输 人 端 Ｃ Ｋ输 人 ； Ｌ 经 号 的计 数值 为 Ｎ 。 标 准信 号 的计 数值 为 Ｎ 。标 ｘ对 ｓ 整 形 后 的被 测 信 号 （ ＆）从 Ｃ Ｔ Ｎ ２的时 钟 输 入 端 准信 号 的频 率 为 ｆ． ｓ则被 测 信号 的频率 为 Ｃ Ｋ输 入 每个 计数 器 中 的 Ｃ Ｎ输入 端 为 时钟 使 Ｌ Ｅ Ｆ ＝Ｎ ／ Ｓ ｘ ｓ ｘ （ｘＮ ） Ｆ （— ） １１ 能 端 控制 时 钟输 入 。 当预 置 门信号 为 高 电平 （ 置 预 由式 （ ） 知 ， 忽 略标 频 ｆ 的误 差 ， 等精 １可 若 ｓ 则 时 间 开 始 ） ， 测 信 号 的 上 升 沿 通 过 Ｄ触 发 器 度 测频 可 能产 生 的相 对 误差 为 时 被
０ 引 言 、
被测 信号 频 率 的变化 而 变化 ．在 实 用 中有 较 大 的 局 限性 ．而等 精 度频 率计 不但 具 有 较 高 的测 量精 度． 而且 在 整个 频 率 区域能 保持 恒定 的测 量精 度 。 １ 等 精度 频 率计 的设 计 与分析 、 １ ． １设计 要 求 设计 一个 用等 精度 测频 原理 的频 率计 ．频率
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（－ ） 信号， １２ 同时兼作 Ｅ 负脉宽测试控制 信号 Ｇ （ｘ－ｘｆｅ ０ ＝Ｉｃ ｆｌ ）１ ％ ｆ ／ ｘ０ ｘ ＢＥＧＩ Ｎ 其中 ｆ ｘ ｅ为被 测信 号频 率 的准确 值 。 ２ 等 精 度频 率计 的 Ｖ Ｄ 、 Ｈ Ｌ程 序 Ｐ ＵＬ＜＝’ １’ Ｗ ＨＥＮ Ｓ Ｓ＝”１ ０” ＥＬ Ｅ Ｓ 本 设 计 采 用 Ａ Ｔ Ｒ 公 司 的 Ｆ Ｇ 芯 片 ＬＥ Ａ ＰＡ ＥＥＮＤ＜＝’ １’ Ｗ Ｈ ＥＮ Ｓ Ｓ＝”１ １” ＥＬＳ Ｅ Ｂ ＮＡ＜ ＥＮＡ Ｅ ＝ Ｗ ＨＥＮ Ｓ ＵＬ １ ＥＬ Ｅ Ｐ ＝’ ’ Ｓ Ｅ Ｆ０ ０ Ｐ １ Ｋ１ ．该 芯 片 应 用 标 准 化 的硬 件 描 述 语 言 Ｐ Ｌ ＷＨＥ Ｓ Ｕ ＝ ０ Ｅ Ｓ 一 当 Ｓ Ｕ Ｕ Ｎ Ｐ Ｌ ’’ ＬＥ Ｐ Ｌ为 Ｖ Ｌ 具 有 良好 的电路行 为 捕述 和 系统描 述 的能 ＨＤ ． 宽 和 占空 比 力 ． 持各 种 模式 的设 计方 法 ： 顶 向下 与 自底 向 支 从
被测 信 号 的变 化 周 期 （ 脉 冲个 数 ） ｘ 则 被 测 信 的频 率 计 系统组 成方 框 图如 图 ２ 示 。 或 Ｎ． 所 号 的频率 为 ： ｓ Ｎ【 １。 Ｆ ＝ Ｉ 测周 期法 需要 有 标 准信 号 厂ｗ 的频 率 Ｆ ． 待测 信 号 的一个 周 期 Ｔ ｓ在 ｘ内 ， 录 标 记 准频 率 的周 期数 Ｎ ． 被 测信 号 的频 率 为 ：ｘ Ｆ ／ ｓ则 Ｆ＝ ｓ Ｎ 。 了保 证测 精度 。 般对 于低 频信 号 采 用测 周 ｓ为 一 期 法 ； 于 高频 信 号采 用测 频 法 。 对 因此 测试 时很 不 方便 。 以提 出等 精度 测频 方 法 。 所 图 ２等精度测频原理 的频率计 系统组成方框 图 等 精度 测 频 的实 现方法 可 简 化 为 图 １ 示 的 所 设 在 一次 实 际 闸 门时 间 下中计 数 器对 被 测信 框 图 。Ｃ Ｔ 和 Ｃ Ｔ Ｎ １ Ｎ ２是 两个 可 控 计数 器 ． 准 频 标