基于MC8051 IP核的多周期同步测频精度改进

本文主要探讨了多周期同步测频的改进方法，并介绍了如何基于MC8051 IP核实现这一改进。文章指出提高测量精度的关键在于减少对实际闸门时间的计时误差，并提出使用两个计数器分别对标准频率的上升沿和下降沿进行计数，从而减小计数误差50%。通过数学推导，作者展示了这种改进如何在不改变标准频率和闸门时间的情况下，将测量相对误差减小一半。 在多周期同步测频的改进部分，文章提到传统的测频方法仅使用一个计数器，但引入两个计数器后，可以计算上升沿和下降沿的平均值作为修正值，有效降低了误差。通过公式(8)和(9)，我们可以看到这种方法将最大计时误差控制在标准频率周期的50%，相对误差也相应降低。 接下来，文章讨论了基于MC8051 IP核的实现，这是一种免费开源的软IP核，具有高性能和高度灵活性。为了适应特定的频率计应用，文章中详细描述了如何定制MC8051 IP核，包括保留必要的定时/计数器和串口功能，以及添加内存资源。在FPGA中，MC8051核可以工作在约17MHz的频率，配合锁相环（ALTPLL）以匹配20MHz的外部系统时钟。 该文提供了一种提高频率测量精度的实用方法，并通过MC8051 IP核在FPGA上的实现，展示了在保持低成本的同时，实现高性能频率测量的可能性。这种方法对于需要高精度测频的海上风电场接入电网技术等应用场景具有重要意义。