1、周期與頻率的測量電子測量的重點知識本科內容梗概什么是被測信號的周期？如何測量信號的周期？測量信號周期的基本鏈路環節；典型的測量信號周期的邏輯結構；測量被測信號頻率的基本思想；如何產生基準時間片？典型的測量信號頻率的邏輯結構；關與周期的測量被測信號的相同特征的重復間隔；例如：信號的上升沿、下降沿；利用計數器，在參考時鐘驅動下，測量兩次特征重復之間的時間；關鍵的信號路徑：放大整形脈沖同步測量結果的處理；測量周期的信號路徑放大：目的是將較微弱的信號放大到足夠的擺幅，便于后繼邏輯電路處理；一般采用集成運放構造電路；整形：目的是將擺幅足夠的信號，進行變化沿的“陡峭”，使其變成脈沖信號特征，滿足現代數字電

2、路對信號變化沿的要求；一般采用施密特觸發器；脈沖同步的原理與實現信號變化沿與計數參考時鐘之間沒有固定的相位關系，需要同步邏輯的處理，使其變化沿與參考時鐘同相；才能使得計數器準確的測量兩次上升沿或下降沿之間的時間間隔。仿真結果脈沖沿檢測邏輯上升沿檢測；下降沿檢測；信號的周期特征提取；全沿檢測與分離濾波+脈沖沿分離同步2分頻測量電平長度=測周期計數器的行為級描述很簡單So Ease & So Clear高級方法上升沿將當前計數結果累加；上升沿復位計數器，開始新的測量；小狀態機，連續累加2K個周期的測量結果，取測量結果的平均值；整體邏輯結構仿真結果（19+16+18+27）/4=20頻率的測量方法頻

3、率：單位時間內的重復次數；測量頻率：固定時間段內的計數器操作；信號頻率的分類：普通頻率范圍1Hz300MHz；低頻率范圍：300MHz; 器件特性的支持4.2.2 石英晶體振蕩器電子計數器內部時間、頻率基準采用石英晶體振蕩器（簡稱“晶振”）為基準信號源。基于壓電效應產生穩定的頻率輸出。但是晶振頻率易受溫度影響（其頻率-溫度特性曲線有拐點，在拐點處最平坦），普通晶體頻率準確度為10-5。采用溫度補償或恒溫措施（恒定在拐點處的溫度）可得到高穩定、高準確的頻率輸出。下圖為恒溫晶振的組成。1）組成認識有源晶體Silicon OscillatorsPLL in a Typical FPGA Chip4）

4、時基產生電路功能：產生測頻時的“門控信號”（多檔閘門時間可選）及時間測量時的“時標”信號（多檔可選）。實現：由內部晶體振蕩器（也可外接），通過倍頻或分頻得到。再通過門控雙穩態觸發器得到“門控信號”。如，若fc=1MHz,經106分頻后，可得到fs=1Hz(周期Ts=1s)的時基信號，經過門控雙穩態電路得到寬度為Ts=1s的門控信號。4）時基產生電路要求：標準性： “門控信號”和“時標”作為計數器頻率和時間測量的本地工作基準，應當具有高穩定度和高準確度。多值性：為了適應計數器較寬的測量范圍，要求“閘門時間”和“時標”可多檔選擇。常用“閘門時間”（選通脈寬）有：1ms、10ms、100ms、1s、

5、10s。常用的“時標”（產生選通脈沖的參考時鐘）有：10ns、100ns、1us、10us、100us、1ms。利用FPGA測量頻率短時基“捕捉”瞬態頻率變化；長時基測量平均頻率；時基不一定是選通脈寬定時器（計數周期固定的計數器）；同步邏輯利用脈沖傳遞狀態信息；兩個同步脈沖構成時基巧妙利用Basic_Trig脈沖Basic_trig的上升沿取樣（鎖存）計數結果；Basic_trig的高電平對計數器異步復位；Basic_trig為觸發器輸出，沒有毛刺，上述操作不會出現誤動作。邏輯結構仿真結果分析仿真結果深度分析階段小結測量頻率中涉及到兩個時鐘：1、產生“時基”的本地參考時鐘fc；2、被測信號的頻

6、率fx；測量頻率必須產生時基；時基的長度可以折算成本地參考時鐘下的計數器計數長度；時基不一定是“長”選通電平，也可以是同步脈沖；繼續深入觀察與思考被測頻率表達式；Bsic_trig還能干什么？加個乘法器試試看看結果誰動了我的小數點定點數的運算規則可以降低芯片功耗么？設法減少內部邏輯狀態的翻轉頻率。Basic_trig觸發一個小狀態機；乘法器加裝時鐘使能信號；變了模樣結果并沒有變新的問題又出現了！可以改善細微頻率變化的“捕獲”能力么？如何改善？可以做到工作參數可編程么？如何做到可編程？可以做到自動換量程么？如何實現上述功能？看看修改后的邏輯用事實說話定點數運算二進制位權二進制編碼代表多大的數值定

7、點數運算定點數就是小數點位置固定的數位置固定：約定之后，不能隨意變化；數：通常是指二進制編碼； 1010,1110,0010,1010整數部分：12bit小數部分：4bit定點數運算小數點位置不同，含義不同 1010,1110,0010,1010表示：12bit整數：0-4095（000H-FFFH） 4bit小數：1/1615/16整數部分：12bit小數部分：4bit定點數運算1010,1110,0010,1010整數部分：4bit小數部分：12bit表示：4bit整數：0-15（0H-FH） 12bit小數：1/40964095/4096定點數運算移位 1010, 原數10100，左移位

8、一位：放大2倍 0101，右移位一位：縮小2倍定點數運算加法兩個二進制數相加，結果長度為：二者中整數部分最長的那個數再增加一位，小數部分保留最長的位數：0,1010,1110,1100,1000,0010,1010定點數運算加法可以這樣理解：兩個全“1”的數相加，最長不會超過最大值的2倍，因此只有在整數部分最大的數據左邊在拓展一位，預算結果就不會溢出。0,1010,1110,1100,1000,0010,1010定點數運算減法碼制變化后進行加法運算（參考教材）；先比較大小，判斷符號，再調用加法指令大減小；人來確定運算屬性，計算機不能確定運算屬性；原、反、補運算用到了再去學！定點數運算乘法兩個定

9、點數相乘，結果為：兩個數的整數部分總長度的整數部分與兩個數小數部分總長度的小數部分。從左（最高位)到右16bit整數部分，16bit小數部分定點數運算乘法可以這樣理解：兩個全“1”的數相乘，整數部分相當于將對方整數左移自己的長度；小數部分相當于將對方的小數部分右移自己的長度，因此，運算結果需要二者的長度總和的位數，才不會出現削去誤差。任意10進制數換算目的：將任意給定的10進制數據，變換成指定精度的二進制定點數。例如：1.25變成整數和小數都為4bit的二進制編碼：0001.0100如果：1.23456變成17bit小數精度的二進制呢？暈菜！任意10進制數換算竅門1.23456變成17bit小數精度的二進制任意10進制數換算竅門暈菜！任意10進制數換算竅門Windows計算器！只能算整數！郁悶！任意10進制數換算竅門把小數部分放大成整數不就行了么！到底咋整囁！，為什么呢？1.23456變成17bit小數精度的二進制任意10進制數換算竅門總結：整數部分利用計算器直接變換；小