一种基于FPGA的相位测量方法

1、第6卷 第3期 大 连 民 族 学 院 学 报 Vol.6 No.3 2004年5月 JOURNAL OF DALIAN NATIONALITIES UNIVERSITY May 2004 收稿日期：20031021作者简介：陈兴文（1969），男，辽宁锦州人，大连民族学院机电工程系副教授研究方向：计算机应用38 大 连 民 族 学 院 学 报 第6卷计数器计数，其计数值设为Nx，则被测信号的相Nx位差为=×360o1Fx将所测的Nx、Fx数据送往单片机，利用单片机进行浮点运算，得出两路信号相位差. 在FPGA测量相位差时，利用单片机控制测量两路信号频率的闸门时间，同时测量数据与单片

2、机进行数据传送，最终实现显示测得的相位差.3 系统实现3.1 FPGA实现相位测量由上述分析可以看出，相位的测量需完成在脉冲宽度控制下的计数和测量待测信号的频率. 为了提高系统测量精度，本系统采用等精度恒误差测频，即系统测量精度与被测信号频率无关的测频方法2. 将大规模可编程逻辑器件作为频率信号采集的核心，由单片机进行数据处理和键盘显示. 这样做可使电路大为简化，不仅能够充分发挥大规模可编程逻辑器件的特点和优势，而且测量的稳定性大大提高. 3.2 相位测量的数据处理与输出本系统为了实现相位测量的数据处理与输出，采用了单片机最小系统扩展键盘显示电路，单片机主要用于接收来自FPGA的测量数据，并进

3、行四字节浮点运算. 采用由键盘、显示专用芯片8279扩展电路3，这样可更多的节约单片机的资源，而且软件设计简单.2 相位检测在相位测量时，常常需要测出待测信号与基准信号之间的关系，即待测信号是超前还是滞后于基准信号1.相位检测如图3所示. 图2给出的波形为FV滞后FR得到的FR-FV相位差，此时Q输出高电平. 同理，若FV超前于FR，则Q输出低电平.4 测试结果由输入通道输入正弦信号，通过移相网络，进行相位测试，测量结果见表1从测试结果可以看出，在相位差信号测量时，信号相位差测量，误差较小. 而且通过提高FPGA的计数脉冲频率可以进一步提高相位测量图3 正负相位检测表1 相位差测量实验数据信号

4、发生 器发频率 （Hz） 100.5 100.5 100.5 100.5系统测 频率 （Hz） 100.217 100.217 100.217 100.217表测 频率 （Hz） 100.582 100.554 100.549 100.536测频绝 对误差 （Hz） 0.365 0.337 0.332 0.319测频相 对误差 (%) 0.003 0.003 0.003 0.003系统测 相位差 （度） 60.92 55.41 43.18 36.29表测 相位差 （度） 60.46 52.55 42.36 37.30测相绝 对误差 (%) 0.46 2.86 0.82 1.01的范围和精度.参

5、考文献：1 刘公致，郭裕顺. 一种较精确的相位测量方法J. 杭州电子工学院学报. 1999，1（1）：44-50. 2 潘 松，黄继业. EDA技术实用教程M. 北京：科学出版社，2002.第2期 陈兴文，高彦龙，苏运动：一种基于FPGA的相位测量方法 393 徐维祥，刘旭敏. 单片机微型机原理及应用M. 辽宁：大连理工大学出版社，1996.A Phase Measurement Method Based on FPGACHEN Xing-wen, GAO Yan-long, SU Yun-dong(Dept. of Electromechanical and Information Engi

6、neering Dalian Nationalities University, Dalian Liaoning 116600, China) Abstract: The principle of phase measurement and detection is discussed. The scheme of measuring phase based on FPGA is presented. Dual-chip system from FPGA and single-chip computer fulfils the phase measurement with equivalent

7、 accuracy and constant error. This system, having a wide measurement range of signal frequency an d the small error in measuring phase, is of great value to practical application.Key words: phase measurement; frequent measurement; single chip computer; FPGA（上接第33页）参考文献：1 李德仁，郭丙轩，王 密，等. 基于GPS与GIS集成的车

8、辆导航系统设计与实现J. 武汉测绘科技大学学报，2000（6）：208-211.2 王克宏，汤志忠，胡 蓬. 知识工程与知识处理系统M. 北京：清华大学出版社，1994.3 苏开娜，易小琳，任文君，等. 基于道路动态视觉导航的控制策略与仿真J. 计算机仿真，1998，（10）：52-55.On the Navigation and Controlof Autonomous Land Vehicle Based on Multi-agentsDU Yuan-hu(Dalian Nationalities University, Dalian Liaoning 116600,China)Abstr

9、act：The paper brings forward the conception of navigation and control of autonomous land vehicle based on multi- agents. The research is an integration method about the navigation technique based on GPS/GIS and computer vision. It is a beneficial attempt to improve the robustness of the navigation and control system based on computer vision, which will crea