2015全国大学生电子设计大赛F题:高精度数字频率计与FPGA技术应用

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该设计是2015年全国大学生电子设计竞赛的F题一等奖作品,主要目标是创建一款高精度的数字频率计。设计的核心技术是采用Field-Programmable Gate Array (FPGA) 作为数据处理和系统控制的核心,这体现了参赛者对可编程逻辑器件在电子设计中的应用理解。 设计亮点在于采用了自动增益控制(AGC)电路,它能适应不同频率和幅度的待测信号,确保信号放大到一个相对稳定的水平,高于后级滞回比较器的窗口电压,有效地解决了信号输入电压变化大和频率范围广泛的问题。AGC通过实时调整增益,使得放大后的信号幅度保持一致,从而提高了测量精度。 测量方案采用了等精度测量法,通过设定1秒的闸门时间,确保测量与待测信号同步,避免因计数误差引入的精度损失。这种设计方法显著提升了系统的稳定性。 在电路设计方面,包括宽带通道放大器的选择(如OPA690的固定增益放大器和VCA810的AGC),以及正弦波整形电路的设计。OPA690用于对输入信号进行预处理,而VCA810则提供了动态增益控制,确保信号的准确处理。 软件设计虽然未在摘要中详述,但可以推测可能涉及到FPGA的编程和与硬件交互,以实现信号处理算法的高效执行。 测试部分,设计者制定了详细的测试方案,包括使用适当的测试仪器进行频率、时间间隔和占空比的测量。测试结果显示,该设计不仅满足了比赛的基本要求,还在某些指标上超过了发挥部分的规定。 这个设计展现了参赛者对电子设计的深入理解和实践能力,尤其是在信号处理和精度控制方面的技术运用,具有很高的学术价值和技术含量。