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基于vhdl數字頻率計的設計開題報告(編輯修改稿)

2025-09-06 18:45 本頁面

　

【文章內容簡介】據科學家研究小組說, 這種新型“光鐘” 的精度至少是最好的銫原子鐘的1000 倍。但是, 不同光波之間和某一光波與銫微波頻標之間的頻差測量都是極其龐大復雜, 價格昂貴的工程。1999 年, 德國首次報道了“ 飛秒激光光學頻率梳” , 飛秒光梳的出現提供了一個準確實用的“光學頻率綜合器 ”。一舉將微波頻率基準與光學頻率/ 波長聯系起來。由于飛秒光梳的研究成功和迅速推廣應用。使冷原子/ 離子存儲穩頻的光頻標與飛秒光梳結合成“光鐘”。使光學頻率標準的實際應用變為現實。光鐘的研制將成為國際計量發展的一個新熱點。目前, 科學家們正在把其他量轉換成時頻量進行測量。第一個完成這種轉換的是長度。目前利用飛秒( 10 16 秒) 激光脈沖所產生的梳狀頻譜與微波頻率聯系起來, 這樣就可實現長度和時間基準的比對。再就是電學量。當兩塊低溫( 液氮) 超導金屬充分接近, 其間相隔僅為約1 納米的絕緣層時便形成超導結, 若在結的兩端施加直流電壓, 結上即會產生高頻超導電流。這時約瑟夫森效應的宏觀現象, 是一種量子力學隧道穿透效應, 其頻率即可與電壓掛鉤, 單個結顯示為若干毫伏, 上千個結疊加起來可獲得1 伏或10 伏的電壓。另一方面, 量子化霍爾效應產生了量子化電阻, 使電阻取決于基本物理常數和一個整數值。利用物理關系把溫度轉換為頻率的研究正在進行之中, 比如某些材料和四極矩的共振頻率隨溫度而變化。質量和物質的量與頻率的關系, 也正在探索之中, 比如利用電功率與機械的等價性,先確定力再定義質量單位。或者通過一定數量的基本粒子和阿伏加德羅常數的精確測量來實現質量和物質的量。事實上, 計量單位的基礎已由或正在由宏觀實物體系過渡到微觀量子體系, 從而大大提高了單位實現的準確性、穩定性、可靠性和普通適用性。在電子測量領域中，頻率測量的精確度是最高的，可達10—10E13數量級。因此，在生產過程中許多物理量，例如溫度、壓力、流量、液位、PH值、振動、位移、速度、加速度，乃至各種氣體的百分比成分等均用傳感器轉換成信號頻率，然后用數字頻率計來測量，以提高精確度。由于大規模和超大規模數字集成電路技術、數據通信技術與單片機技術的結合，頻率計的發展進入了智能化和微型化的新階段。其功能進一步擴大，除了測量頻率、頻率比、周期、時間、相位、相位差等基本功能外，還具有自撿、自校、自診斷、數理統計、計算方均根值、數據存儲和數據通信等功能。此外，還能測量電壓、電流、阻抗、功率和波形等。國際上數字頻率計的分類很多。按功能分類，因計數式頻率計的測量功能很多，用途很廣。所以根據儀器具有的功能，電子計數器有通用和專用之分。 (1)通用型計數器：是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計數器。它可測量頻率、周期、多周期平均值、時間間隔、累加計數、計時等；若配上相應插件，就可測相位、電壓、電流、功率、電阻等電量；配上適當的傳感器，還可進行長度、重量、壓力、溫度、速度等非電量的測量。 (2)專用計數器：指專門用來測量某種單一功能的計數器。如頻率計數器，只能專門用來測量高頻和微波頻率；時間計數器，是以測量時間為基礎的計數器，其測時分辨力和準確度很高，可達ns數量級；特種計數器，它具有特種功能，如可逆計數器、予置計數器、差值計數器、倒數計數器等，用于工業和白控技術等方面。數字頻率計按頻段分類 (1)低速計數器：最高計數頻率＜10MHz； (2)中速計數器：最高計數頻率10—100MHz； (3)高速計數器：

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