多通道频率测量模块设计

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转速 , 仅适用 于机械增 压 的小 型柴油 机 。所 述柴 油机 采 用 电磁 式传 感器 测 量转 速 。传 感 器输 出交 流 频率 信 号, 再 由后 级整 形成 脉冲频 率 , 输 入模 块 电路进 行测 量计算 , 其 测量 的精 度和速 度对 柴油 机 的控 制 十分关 键 。 传 统 的脉 冲测量 模块 一般 利用 中央 处理 器 ( C e n t r a l P r o c e s s i n g Un i t , C P U) 直 接进 行 脉 冲频 率 采 集测 量 , 此 方法需 要 一些外 围电路对 输 人 脉 冲 信 号进 行 处 理 , 且 C P U 内部 资 源有 限 , 不 能 很好 地 满 足 多通 道 同步 高

量 法 。在测 量 的过程 中 , 利用 2 个 计数 器分 别对 标准 时钟 和被测 信号 同 时计数 。首先 给 出 闸门开启 信号 ( 预 置 闸 门上升 沿 ) , 此时计 数 器并不 开始 计数 , 待被 测信 号 的上升 沿 出现 时 , 才开始 同步 计数 。当预置 闸 门关 闭
收 稿 日期 : 2 0 1 2 — 0 7 — 1 1
中 图分 类 号 : T M9 3 5 . 1 文献标志码 : A
De s i g n o f M u l t i — Cha nn e l Fr e qu e nc y Me a s u r e me n t M o d u l e
GeLi an g , Zh ao Bi a o
作者简介 : 戈
亮( 1 9 8 3 ) , 男, 上海人 , 助理研究员 , 主要 从 事嵌 入 式 硬 件 开发 工 作 。

亮, 等: 多通 道 频 率 测量 模 块 设 计
Ab s t r a c t : Thi s p ap e r de s c r i be s a de s i gn of m u l t i c ha nn e l f r e q ue n c y me a s ur e me n t m od ul e . AR M a nd Fl a s h— CM OS FPGA a r e u s e d f or i mp r ov i n g t h e pe r f or ma nc e . The me t ho ds f o r i m pr o vi ng pr e c i s i on a nd r e l i a bi l i t y a r e d i s cu s s e d. T h e me t ho d i s v e r i f i e d t hr oug h pr a c t i c a l a p pl i c a t i o n. Ke y wo r d s:f r e q ue nc y me a s ur e me n t;A RM ; FPG A ;a nt i — i nt e r f e r e n c e
第 3 6 卷 第 2 期 2 0 1 3年 6月
上 海 船 舶 运 输 科 学 研 究 所 学 报 J 0URNAI 0F S HANGHAI S HI P AND S HI PP I NG RE S EARCH I NS TI TUTE
Vo 1 . 3 6 No . 2 J u n .2 0 1 3
( Re s e a r c h a nd De v e l o p me nt De pa r t me nt ,Chi n a Shi p pi n g Te c hn ol og y Co .,LTD , S ha ng ha i 2 0 01 3 5, Chi n a)
速、 高 精度 测量 的要求 。介 绍 了一种 用于 柴油 机转速 测量 的频 率采集 模块 , 其具 有 8路脉 冲量 信号 频率 测量 通道 , 同 时具有 精准性 高 、 速度 快 、 可靠性 高 和抗 干扰 能力 强 的优点 。
1 测 量 原 理
模 块输 入为 8路 0 ~5 V 的方波 频率 信号 , 设计 频率 输入 范 围 为 0 ~4 0 k Hz , 测 量 频 率 时采 用 等 精度 测
0 引 言
在 柴 油机运 行状 态监 控 中 , 有些监 控点 需 要对脉 冲信 号 进行 精 确 的频 率测 量 , 包 括 主机 转 速 、 增压 机 转 速 等 。柴油 机转 速 的测定 方式一 般分 为三 种 : 离 心式 、 电磁 式 和气压 式 。离心式 利用 飞块 、 弹簧 测定 转速 , 多 用 于 中型柴 油机 ; 电磁 式 利用 电磁感 应原 理测 定转速 , 多 用于 中 、 低 速柴 油机 ; 气 压式 利用 增压 空气 压力 测定
F l a s h — C MOS结 构 F P GA 芯 片 的优 势 , 可 以 提 高 转 速 测 量 准 确 性 和 可 靠 性 。该 模 块 在 实 际 运 用 中 , 达 到 了较 高 的精
度 并 体 现 出优 良 的性 能 。
关 键 词 :频 率 测 量 ; AR M; 现场可编程门列阵 ; 抗 干 扰
文章 编号 : 1 6 7 4 — 5 9 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 2 ~ 0 0 3 8 — 0 5
多通 道 频 率 测 量 模 块 设 计
戈 亮 , 赵 标
( 中海船 研科技 股份有 限公 司 研 究开发部 , 上海 2 0 0 1 3 5 )

要: 设 计 了 一 种 用 于 柴 油 机 转 速 频 率 测 量 的 多 通 道 转 速 频 率 处 理 模 块 。该 设 计 结 合 了 AR M 处 理 芯 片 与