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相位测量仪摘要：本设计以单片机和可编程逻辑器件FPGA为控制核心，实现数字信号的产生、逻辑信号的采集和示波器的显示。
系统主要由三个模块组成:信号发生，数据采集与波形显示。
本设计经过单片机产生逻辑信号，利用FPGA作为数据处理器和DAC控制器，能准确、清晰的在模拟示波器上显示出逻辑波形、触发标记、光标。
利用键盘输入和液晶显示，能实现逻辑预设和触发模式设置。
经验证，本方案完成了全部基本功能和扩展功能。
关键词：逻辑分析仪可编程逻辑器件单片机Abstract:The design of the microcontroller and FPGA programmable logic devices for the control of the core, digital signal generation, logic signal acquisition and oscilloscope display. System consists of three modules: signal, data acquisition and waveform display. After the microcontroller generates the logic signal design , as a data processor using FPGA and DAC controllers , accurate, clearly shows the logic waveforms. The use of keyboard and LCD display , and to achieve pre-trigger mode logic. Proven, the program completed all the basic features and extensions. Keywords:logical link control Programmable logic devices MCU一、方案设计与论证1、数字式移相信号发生器方案一：采用FPGA实现DDS直接频率合成技术。
相位测量仪的设计摘要：本设计介绍简易低频数字式相位测量仪系统原理设计、主要计算方法、系统硬件和软件设计、性能测试数据结果.系统是基于相位一电压转换与电压一频率转换这样一个机理研制而成.实验结果的测试数据表明，该设计方案简单可行、新颖实用，有推广应用价值。
关键字：相位测量仪；低频；相位差；信号Abstract: The introduction of the design of simple low frequency digital phase measurement system principle of design, the main calculation method, system hardware and software design, performance test data the results. The system is based on phase a voltage converter with voltage frequency conversion of such a mechanism is developed. The experimental results of the testing data show that, the design is simple and feasible, the novel utility, have promotion application value.Keywords: phase measuring instrument; low frequency; phase difference; signal一、设计的原理说明本系统的低频相位测量仪是模拟信号和数字信号混合系统，是基于相位-电压转换与电压一频率转换这样一个机理研制而成.关键性的问题是最高测量频率相位差的精度问题，尤其在最高频率是20 kHz的时候，达到较高的测量精度比较难，目前各种侧相差的方法都具有局限性，主要是受CPU的工作速度、A/D,D/A的转换速度和有限的位数影响.此方法电路简单，适合波形稳定性不理想的低频电路测量精度要求，信号端和CPU安全隔离利用锁相环技术组成相位测量仪软硬件调试都比较麻烦，过零计数式线性插值相位差计通过对时间的计数测量来实现测相差，软件占用CPU时间过多，较高精度难以实现.与以上两种方法不同的相位一电压转换式相位差计是一个传统的数字式相位差计，其工作原理为:硬件电路将相位差转换为时间，再将时间转换为电压，通过电压测量实现相位测量.此方法易于实现，但需较大改进:用与非门代替传统的鉴相器，用压频转换器和光电隔离电路代替传统的滤波、平滑电路、运算放大器、A/D转换器.受前边锁相的方法和线性插值方法的启发，综合考虑采用图1所示的用与非门和压频转换的改进电路.采用字符型LCD, LED同时显示.虽然这种方案不能像点阵式方案可显示汉字，但LCD也可用英文显示较为清晰的提示和数字，配上LED显示完全满足本设计的要求，其软件编程相对于点阵式LCD也简单得多，其价格也比较合理.用LCD和LED相结合的多变量显示，键盘方面采用矩阵键盘，其程序和硬件实现都容易.二、原理框图及说明CPLD电路描述：首先经过扫描P1 1控制74257（2选1）电路，选择测频还是测相，如果为高电平则测频，利用单片机产生10次中断产生的秒信号，即在1 s中信号的脉冲数，其中计数器是由6个74193搭成的24位计数器，经锁存器锁存，等待单片机读出；如果为低电平则测相。
获全国一等奖作品之一（华中科技大学）作者：缪学进刘云王学虎赛前辅导：王少荣文稿整理辅导：涂仁发摘要：本作品由相位测量仪、数字移相信号发生器和移相网络3个模块构成，分别由两块单片机独立地实现控制与显示功能。
采用DDS技术生成两路正弦波信号，并通过改变存储器中数据读取的起始地址来实现数字移相的功能，用φ—T变换技术来实现相位差的测量，使得显示分辨率精确到0.01°，测得的频率与相位差值送LCD进行显示，加入红外键盘以及语音播报的功能，使得系统具有智能化，人性化的特色。
一、方案论证与设计1．相位测量方案方案一：将被测的两路正弦波信号经比较器整形成方波信号，利用异或门电路进行鉴相处理；将得到的脉冲序列经过RC平滑滤波取出其直流分量，该直流电平的幅值与两路信号的相位差成正比；将此信号送入A/D转换器由单片机进行运算处理，从而计算出相位差值。
方案二：采用脉冲填充计数法，将正弦波信号整形成方波信号，其前、后沿分别对应于正弦波的正相过零点与负相过零点，对两路方波信号进行异或操作之后，输出脉冲序列的脉宽，脉宽可以反映两列信号的相位差，以输入信号所整形成的方波信号作为基频，经锁相环倍频得到的高频脉冲作为闸门电路的计数脉冲，由单片机对获取的计数值进行处理得到两路信号的相位差。
方案三：鉴相部分同方案二，将两路方波信号异或后与晶振的基准频率进行与操作，得到一系列的高频窄脉冲序列；通过两片计数器同时对该脉冲序列以及基准源脉冲序列进行计数，一路方波信号送入单片机外部中断口，作为控制信号控制两片计数器，得到的两路计数值送入单片机进行处理得相位差值。
对以上3种方案进行比较，方案一在低频段时，RC滤波电路的输出波动很大，难以达到要求的相位精度，而方案二在所测频率较高时，受锁相环工作频率等参数的影响/相位差测量的误差会比较大。
采用方案三由高精度的晶振产生稳定的基准频率，可以满足系统高精度、高稳定度的要求，2．频率测量方案方案一：用专用频率计模块，如ICM7216芯片来测量频率，其内部带放大整形电路，可以直接输入正弦信号；用一块高精度晶振和两个低温度系数电容构成10MHz振荡电路，其转换开关具有0.01、0.l、l、10s四种闸门时间，量程可以自动切换，待计数过程结束时显示测频结果。
低频数字式相位测量仪制作报告摘要本系统由低频数字相位频率测量仪，输入移相网络和数字式移相信号发生器组成。
利用CPLD，单片机控制模块实现了高精度的频率相位测量。
数字式移相信号发生器采用直接数字频率合成（DDFS）技术，输出频率范围宽，控制精度高。
由于在DDFS系统中采用了双D/A输出形式，信号幅度采用数字调节方式，输出信号幅度稳定。
移相网络的输入采用了自动增益控制（AGC），实现了高达48dB的宽范围输入，实现信号的自动稳幅输出。
此外，本系统友好的人机界面，合理实用的功能扩展，使整个系统更利于实际使用。
一．方案设计与论证1.相位频率测量部分方案一：对输入的两路正弦信号分别进行过零比较，并对生成的两路方波信号进行异或运算，得到占空比与相位差成正比的脉冲信号。
将该正弦送入单片机系统，对信号的脉宽进行测量，经计算得到输入的两路正弦信号的相位差。
单片机系统直接对过零比较后的方波信号计数，得到输入信号频率。
经单片机系统处理后，显示测量结果。
此方案电路相对简单，容易实现，但是受到单片机工作速度的限制，精度不高。
方案二：对输入的两路正弦信号分别进行过零比较，并对生成的两路方波信号进行异或运算，得到占空比与相位差成正比的脉冲信号。
由CPLD对相位差脉冲信号和频率信号进行计数，将计数结果送入单片机，单片机经过简单计算后显示测量结果。
此方案可以提高系统的测量精度，单片机要实现的功能相对简单，可以实现友好的人机界面。
缺点是电路相对复杂，成本较高。
系统框图详见图2-1。
综合考虑，这里采用了方案二。
2.移相网络部分方案一：直接采用题目中提供的参考电路。
此电路实现简单，但对于不同幅度的输入信号，不能做到自动稳幅输出。
对于小信号输入，无法满足题目输出峰-峰值0.3～5V的要求，除非采用可变增益放大器，在没有单片机控制的情况下，显然带来诸多不便。
方案二：以题目中提供的参考电路为基础，在信号输入前端加入自动增益控制电路（AGC），以适应各种幅度的信号输入。
基于GPS的相位检测技术的研究的开题报告题目：基于GPS的相位检测技术的研究一、问题背景随着全球卫星导航系统的发展，特别是GPS技术的广泛应用，GPS 信号的相位检测技术越来越受到关注和重视。
相位检测技术通过检测GPS信号的相位差异来获得非常精确的位置、速度和时间信息，具有高精度、高可靠性和强抗干扰能力等优点，已经在军事、民用和科研领域得到广泛应用。
二、问题描述目前，相位检测技术在GPS信号处理中的应用主要是基于软件实现的。
但是，软件实现的相位检测技术面临计算量大、实时性差、容易受到噪声和干扰等问题。
因此，如何将相位检测技术硬件化，实现高效、实时、抗干扰的信号处理成为研究的重点。
三、研究目的本研究旨在探究基于GPS的相位检测技术，并尝试实现硬件化的处理方法。
通过该研究，可以提高GPS信号的处理效率和精度，为GPS应用的推广和升级提供技术支持。
四、研究方法本研究将采用以下研究方法：1.文献调研法：对相关文献进行搜集、整理和分析，了解当前GPS 相位检测技术的研究现状和发展动态。
2.实验法：通过构建GPS实验系统，实现GPS信号的采集和处理，并对比分析不同算法的实验结果，验证硬件化相位检测技术的效果和优越性。
3.数学建模法：根据GPS信号的特点和硬件平台的设计要求，建立数学模型，分析系统性能和算法实现的可行性。
五、研究内容和重点研究内容：1.GPS信号的特点和相位差测量原理。
2.现有GPS相位检测技术的分类和评估。
3.基于FPGA的GPS相位检测算法设计和实现。
4.建立GPS实验系统，验证算法的效果和性能。
研究重点：1.相位差测量的原理和方法：分析相位差测量的基本原理，探讨相关算法的优缺点和适用场景。
2.基于FPGA的GPS相位检测算法设计和实现：根据GPS信号的特点和算法的复杂度，选取合适的FPGA平台，进行算法的设计、实现和优化。
3.系统集成和实验验证：将算法集成到GPS实验系统中，通过实验验证算法的可行性和实际应用的效果。
低频数字式相位测量仪摘要本低频数字式相位测量仪由数字式移相信号发生器、模拟移相网络、数字相位测量部分以及人机接口等模块组成。
数字式移相信号发生器采用双路时统DDS技术，基于FPGA实现。
相位测量部分采用基于相位—时间变换的等精度测量技术，由单片机控制CPLD实现。
本系统硬件设计应用了EDA技术，软件设计采用基于C51的模块化设计技术，总体上较好地完成了题目基本和发挥部分的要求。
并增加了扫频、扫相、扫幅及相位打印功能，扩展了模拟移相器移相范围及相位显示形式。
关键词：时统DDS数字移相等精度数字测相 FPGA/CPLD一.方案论证与选择根据题目要求本系统可分解为数字式移相信号发生器、模拟移相网络及相位测量部分等三个模块。
模拟移相网络已由题目给出，以下对另两部分实现方案进行论证。
（一）数字式移相信号发生器方案论证方案一：用PLL 频率合成技术产生正弦波信号，将其通过FFT 变换到频域，再乘以一定的旋转因子，即相当于时域的时延（移相）。
不同的旋转因子对应不同的移相，但对不同频率的输入信号进行移相时，需要调整滤波器参数或改变滤波器采样率。
前者运算量较大，后者需要用到PLL 技术，硬件繁琐。
方案二：应用单片机产生移相信号。
将正弦波信号数字化，形成数据表存入FLASH 或EPROM 等非易失性存储芯片中，单片机交叉读出该数据表中的数据，形成两路波形信号，送往两路D/A ，得到两路具有一定相位差的正弦波。
这种处理方式的实质是将数据地址的偏移量映射为信号间的相位差。
但受单片机速度限制，这种方法难以产生较高频率的信号。
方案三： 采用DDS 技术产生移相信号。
1、DDS 频率合成DDS 频率合成的基本原理是使用稳定的参考时钟源作为抽样时钟，通过地址累加来寻址波形查找表得到波形的幅度抽样值，然后将抽样值经D/A 转换和低通滤波输出平滑的波形。
图1.1给出了DDS 的工作原理框图。
相位累加器波形查找表DAC低通滤波器系统时钟K频率控制字NN Hf0图1.1 DDS 基本原理框图图1.1中相位累加器（N 为位数）以频率控制字K 为间隔对地址进行累加，将累加结果的最大有效位数H 作为ROM 查找表的地址（ROM 中存储波形数据），通过D/A 转换将所查地址单元的波形数据转化为模拟量，再由低通滤波器滤出其基波成分。
相位法激光测距算法的嵌入式系统实现的开题报告一、研究背景激光测距技术是一种精密测量技术，在各种工业应用中得到广泛应用。
其中，相位法激光测距算法是一种常见的测距方法，它利用激光器和接收器之间的相位差来测量距离。
由于其精度高、速度快、测量范围宽等特点，相位法激光测距算法已经成为现代测量技术的重要组成部分。
目前，随着嵌入式系统的发展和普及，相位法激光测距算法的嵌入式系统实现技术也得到了广泛应用。
在工业生产和科研领域中，嵌入式系统实现相位法激光测距算法可以极大地提高测量的精度和效率，同时也可以减少测量的成本和人力资源。
二、研究内容本文主要研究相位法激光测距算法的嵌入式系统实现，并将其应用于工业生产和科研领域中的测量任务中。
具体内容包括以下几个方面：1. 相位法激光测距算法的原理和实现方法。
主要介绍相位法激光测距算法的基本原理、具体实现方法和常见问题及解决方案。
2. 嵌入式系统的设计和实现。
主要介绍嵌入式系统的硬件架构、选型原则、软件设计和编程实现，包括微处理器、模块化设计、实时系统、多线程编程等。
3. 系统测试和优化。
主要介绍系统测试和性能优化的方法和步骤，包括系统稳定性测试、测量误差分析、系统性能优化等。
4. 应用案例分析。
主要结合工业生产和科研领域中的具体测量任务，分析相位法激光测距算法的嵌入式系统实现在实际应用中的效果和经验。
三、研究意义1. 探究相位法激光测距算法的嵌入式系统实现技术，可以有效提高测量精度和效率，降低测量成本，满足现代工业和科研领域对精密测量技术的需求。
2. 通过在实际应用中检验相位法激光测距算法的嵌入式系统实现，可以总结出一套具有可重复性、可推广性和实用性的实现方案，为相关领域的从业者提供参考和借鉴。
四、研究方法本文采用实验研究方法和案例分析方法相结合，通过搭建相位法激光测距算法的嵌入式系统实验平台，从理论和实践两个方面展开研究。
同时，结合实际应用中的案例，对嵌入式系统实现相位法激光测距算法的效果和经验进行分析和总结。
开题报告题目名称基于单片机的数字相位差测量仪设计题目来源 B 题目类型 2 导师姓名赵亚威学生姓名常月班级学号1103020104专业测控技术与仪器课题的背景和意义：在某些领域，实际工作中，时常会遇到需要检测两个信号之间的相位差的问题，因此，研究精确的测量两个信号之间的相位差，具有很重要的意义。
相位检测和数据判决技术是电力系统自动控制和谐波分析与控制的关键技术。
在电工仪表以及电工实验中，常常需要测量两列同频信号的相位差。
当电网并网合闸时，要求两电网的电信号之间的相位相同，这就需要精确测量两列同频信号的相位差。
传统的测量方法有很多，有示波器测量法、转化为时间间隔法、电压测量法、零示法等。
有的相位计随着频率的变化，其误差呈规律性变化，当工作频率变化较大时，其误差的变化，远远超出了允许范围。
相位测量仪的用途极为广泛，可以测量两电压、两电流及电压电流之间的相位，是电力部门、工厂和矿山、石油化工、冶金系统正确把握电力使用情况的理想仪表。
相位测量仪可应用于变压器见生产厂、收录机、电视机、整机生产厂或有关科研单位，作为产品验收、样品分析的测试仪器，是提高产品质量和工作效率的最佳辅助工具。
国内外研究现状：经过几十年，特别是近几十年的建设与发展，我国仪器仪表行业已经初步形成产品种类比较齐全，具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为亚洲除日本以外的第二大仪器仪表生产国。
数字化测量技术已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的关键组成部分。
随着集成电路技术的发展，国内外在研究数字相位差测量仪方面取得了很大的进步，用单片机组成的数字相位差测量电路具有精度高、成本低的优点，日益受到了人们的重视，数字测量仪得到了越来越广泛的使用。
课题的主要内容：基于51单片机设计数字相位差测量装置，能够对两路低频信号的频率和相位差等参数进行测量，误差小于1°，并通过显示电路实现被测信号的参数显示。
主要完成单片机主控电路、相位差测量电路、电源电路、显示电路等硬件原理图设计；完成系统主程序、显示程序、数据采集和处理程序等系统软件设计，完成硬件调试和制作。
毕业论文基于stm32的低频相位测量仪设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
