单片机测频实验介绍

单片机测频实验介绍

一、单片机测频实验简介(论文文献综述)

黄俊[1](2017)在《真空绝热板导热系数测量方法及关键技术研究》文中研究说明真空绝热板是最先进的节能环保保温材料之一,表征其导热性能的导热系数可以达到3mW/(m·K)。为了实现生产低导热系数真空绝热板的目的和检测真空绝热板的老化程度,有必要在线快速精确测量真空绝热板的导热系数。目前真空绝热板的导热系数测量按照护热平板法的原理,采用热流量的方式计算其导热系数。该方法测量精度高,但稳定时间长,且无法在线测量真空绝热板的导热系数。鉴于目前对真空绝热板导热系数在线快速检测方法的研究还不够成熟,本文致力于研究出一种新颖的埋入式热流计法用于在线快速高精度测量真空绝热板导热系数。主要从以下几个方面展开了相关研究:(1)针对传统真空绝热板导热系数测量方法存在检测速度慢、无法在线测量等问题,首次提出了一种新颖的真空绝热板导热系数测量方法——埋入式热流计法(经授权的发明专利号:ZL201410160016.9),通过理论分析、ANSYS仿真分析及构建实际测量系统,证明了该方法的可行性。并且详细地给出了埋入式热流计法的硬件实现方法,包括内部测量模块、外部测量模块及信号获取的方式。(2)鉴于频率测量精度直接影响了真空绝热板导热系数的测量精度,为了消除直接计数测频法中对被测信号计数时产生的土 1计数误差,同时为了克服直接计数测频法的测频精度随被测信号的频率变化而变化的缺陷,运用等精度测频方法研制了等精度测频电路。理论分析表明,等精度测频方法的测频精度在整个测量频段上均可达10-7量级。实际应用表明,研制的等精度测频电路满足了高精度、低成本的测频要求。(3)为了降低内部测量模块的功耗和成本,减小其体积,提高整套测量系统的抗干扰能力,采用台湾nuvoton0.6umCDMOS工艺、SOP8的封装将内部测量模块集成化。通过Cadence的Spectre仿真器对各个功能模块和整体电路进行仿真,仿真结果证实了设计的正确性与合理性。利用Virtuoso平台进行了版图的绘制与验证。鉴于工艺、温度等不确定因素不可避免地影响基准电压的大小,结合零温度系数点理论,研制出一种高精度带隙基准电路。采用密勒电容补偿的方法,增大了运算放大器的相位裕度,提高了其稳定性。(4)研究了测量模型的标定方法。针对真空绝热板导热系数与频率变化特征值之间的非线性问题,文中提出了基于最小二乘法的线性标定方法、基于BP神经网络和RBF神经网络的非线性标定方法。结果表明,利用神经网络进行非线性标定比用最小二乘法具有更高的精度。此外结果表明,利用RBF神经网络进行非线性标定与用BP神经网络标定相比,前者在收敛速度、收敛精度等方面更具有优越性(BP神经网络经过587步训练时均方误差可达10-4数量级,RBF神经网络经过18步训练时均方误差可达10-4数量级)。(5)针对BP神经网络存在易陷入局部最优、收敛速度慢等缺陷,充分利用遗传算法高效并行的全局搜索能力,将遗传算法和BP神经网络有机地结合起来。结果表明,利用遗传神经网络进行非线性标定与用BP神经网络标定相比,前者具有更高的预测精度,预测误差小于0.05mW/(m·K)。为了提高RBF神经网络的泛化能力,进一步改善传统RBF神经网络的性能,提出了基于改进型RBF神经网络的非线性标定方法。结果表明,利用改进型RBF神经网络进行非线性标定比用RBF神经网络标定,预测精度更高,预测误差小于0.04mW/(m·K)。最后实际应用结果表明,基于改进型RBF神经网络的非线性标定方法大大提高了真空绝热板导热系数的测量精度,其实际测量精度优于1%,满足了高精度、低成本的测量要求,具有误差小、精度高和全局寻优能力等优点,具有广泛推广的应用价值。

李伟[2](2017)在《手持式高精度频率计数器研究及设计》文中提出信息技术产业中首要并且关键的一步就是信息的获取,而信息的获取与先进的电子测量技术密不可分。电子测量技术具有测量频段宽、测量精度高、重复性好、动态范围大、综合性强等显着特点,因此在工业控制、生产检测、环境监测以及医疗诊断等领域应用的非常多。而时间频率测量作为电子测量领域中的关键组成部分,一直以来都受到了广泛的研究和关注。实际测量中的许多物理量常常可通过一定的传感器传化成时间及频率量后进行测量,可见,频率的测量在科学实验及工程应用中具有相当重要的地位和作用。为了更准确地对信号的频率进行测量,必然要求更精确的频率测量方法以及更先进的频率测量仪器。利用传统的直接测频原理实现的频率计数器实现简单应用也较多,但其测量精度相对较低。而大部分的通用频率计数器尽管功能强大,测量精度高,但往往设备复杂,价格昂贵,并且仪器体积较大,实际使用不便携。因此本文根据实际测量需要,设计了一种手持式的高精度频率计数器,采用等精度法作为测量原理,在较宽的测量范围内可以保证相同的测量精度,系统采用了FPGA和单片机相结合的实现方案,在遵循了仪器的经济性以及易用性原则的同时达到了要求的高测量精度。论文的具体研究内容如下:(1)总结了目前已有的频率测量方法和频率测量仪器的现状,分析认为等精度测频法应用较为成熟、测量精度较高并且易于实现;分析指出现有的通用频率计数器虽然测量功能较多,但其设备较为昂贵、体积较大,因此提出设计一个手持式的高精度频率计数器,提高仪器系统的易用性和便携性。(2)根据系统的测量要求,分析计算了等精度测频原理的误差,分析表明采用等精度测频法可以达到设计要求的测量精度,分析论证了系统的实现方案,采用单片机与FPGA相结合的系统实现方案,给出了仪器系统的总体结构框图。(3)分析并设计了频率测量系统的各个硬件电路单元,设计了4层结构的系统电路板,对FPGA测频部分和单片机计算控制部分软件进行了详细设计,并且对整个系统的软硬件进行了调试验证,实现了设计要求的功能。(4)分析了基准信号频率误差以及计数误差对最终测量误差的影响,实验测试本系统的频率测量误差。实验结果表明仪器的实际测量误差范围为0.46ppm0.88ppm,达到了设计要求的1ppm范围以内,测试数据表明系统的测量精度和测量范围均达到了设计要求,并且具有较好的稳定性和可操作性。

张基强[3](2019)在《谐振式MEMS压力传感器控制方法研究》文中指出硅微谐振式压力传感器是一种新型压力传感器,在军事和民用领域均具有重要的应用价值。本文以硅微谐振压力计为研究对象,研究其闭环驱动电路技术以及高精度频率测量技术,并研制了试验样机。具体工作完成如下:(1)介绍硅微谐振式压力传感器的基本工作原理,建立谐振式压力传感器的动力学模型,设计压阻检测方案并给出理论公式以及仿真模型,完成压力传感器闭环控制的系统框架设计。(2)介绍锁相环的基本工作原理,建立关于锁相环电路的频率模型和线性相位模型,通过模型仿真和实际电路测试来验证锁相环频率控制方案的可行性,同时设计增益自动控制电路,并建立整体闭环系统Simulink仿真模型,根据仿真结果实现闭环控制方案的设计。(3)针对谐振式压力传感器闭环控制的动态特性,设计系统带宽测试方案,实现方案的模型仿真及电路设计。提出一种针对环路滤波器参数的切换电路,实现不同带宽电路的切换,缩短锁相环的跟踪锁定时间。(4)针对谐振式压力传感器的频率测量需求,基于多路移相计数法利用FPGA+STM32的系统架构进行编程,完成相应的算法仿真和硬件电路设计,并对研制的测频模块进行测试,结果表明1Hz采样率时测频误差小于0.2mHz。(5)完成压力传感器的性能测试,在20kPa120kPa量程的测试条件下,测得压力传感器的标度因数为16.5Hz/kPa,精度达到0.015%,标度因数稳定性51.7ppm,正反行程的迟滞为74ppm。本文所进行的工作,为硅微谐振式压力传感器系统的实现提供了理论支撑和实际测控电路方案,为进一步研究奠定了基础。

冯娜娜[4](2019)在《相位噪声和频率稳定度时频域对应关系研究》文中研究表明频率源在运行中会不可避免地受到温度效应、环境噪声、元器件老化等影响,使其输出产生频率漂移,准确度下降,信号不同步的现象。这些现象造成的误差虽然微小,但在高精密的测量领域会严重影响频率源的性能,是不容忽视的。因此,为了满足高精密的测量,提高频率源的精度是时代发展的必然选择。频率源有相位处理和频率处理两种处理方式。其中,相位处理相比于频率处理具有较高的测量精度,其频率稳定度随采样时间沿1/τ变化。但是因为目前对相位和相位差的认识有限,而且相位处理结构复杂,所以基于频率处理的控制方式是目前频率源中使用最多的方式。然而传统的频率处理方式只能针对同频信号进行处理,对于异频信号需要借助一些复杂的频率变换电路进行归一化处理。这个过程中会引入以调频白噪声为主的大量噪声,严重影响频率源的频率稳定度。此方式下频率源的频率稳定度随时间累加沿1/(?)变化,处理精度较低。为了改善传统频率处理精度低的问题,本文设计一个新的高精密数字化频率处理测量系统。该系统基于相位同步来确定虚拟闸门开关标志位,采用了常规调节和精密调节相结合的方式,实时控制VCXO实现高精密测量。在测量系统中,模拟信号直接转换为数字信号,避免了频率变换电路的引入,保证了被测信号可以连续无损失地获取相位信息。利用量化边沿处相比于其他位置具有高精度和高分辨率的特点有效提取信号间相位同步处的边沿并将其作为闸门开关门的标志位,最大化地抑制了量化误差。系统采用常规调节和精密调节两种方式联合调节,快速锁定并完成锁定后的精细调节使得VCXO精密调节控制。基于数字化频率处理,系统分别测量了自校和互比下频率源的频率稳定度以及对应的相位噪声。系统根据频率稳定度时频域对应关系全面分析了系统处理前后的噪声以及对应频率稳定度的变化。分析结果揭示了本系统采用频率处理改善频率稳定度变化规律的本质,即由频率处理引入的调频白噪声受到抑制,调相噪声起主导作用,频率稳定度的变化会从1/(?)变为1/τ。另外,被测信号设定为不同偏差,测量其频率稳定度的变化规律。根据实验数据发现,被测信号在不同偏差下,频率稳定度的变化规律不同。理论分析表明,信号间的步进值越精细,相位同步精度越好,由数字化频率处理引入的相位噪声会发生相应变化进而导致频率稳定度也在变化。在新的数字化频率处理方式下,频率源频率稳定度的变化规律从以往1/(?)变为1/τ,实现了高精度、高分辨率测量。而且测量系统结构简单、成本低。这对我国高精密测量核心技术、导航和航空航天事业的发展有着巨大的推动作用。

贾喜喜[5](2020)在《双通道蒸汽湿度测量系统谐振频率检测方法的研究与实现》文中进行了进一步梳理汽轮机在发电厂中的作用是至关重要的,工作在蒸汽湿度状态下的汽轮机的工作效率和安全性能会因为蒸汽湿度的大小受到严重的影响。所以,在实际环境中高精度并且实时地测量汽轮机中的蒸汽湿度,有利于降低经济损失并且提高工作效率。本文分析了谐振腔测量蒸汽湿度的工作原理,讨论了蒸汽湿度测量的准确度与谐振腔谐振频率的关系,针对蒸汽湿度测量系统谐振频率的检测方法进行研究与实现。本文主要以谐振腔S参数的幅度特性和相位特性两方面为理论基础,研究谐振频率的检测方法,并实现了基于幅度特性检测谐振频率的测量系统,提出了基于相位特性的谐振频率检测方案。本文在理论上推导了谐振频率与蒸汽湿度的数学关系;利用HFSS(High Frequency Structure Simulator)软件建立圆柱谐振腔的三维模型进行电磁仿真,得到S参数的相位特性和幅度特性,为谐振频率检测方法的研究提供了理论基础;为了提高测量精度,采用双通道测量方法,以STM32单片机作为控制系统,结合微波电路和FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片完成了硬件电路搭建和软件设计;利用FPGA进行等精度测频,实现了谐振频率测量系统,并在实验室环境下进行测量,结果表明系统的测量误差在10Hz以下。随后在谐振腔S参数相位特性的理论基础上,推导了相位差与谐振频率的关系;为了消除噪声对谐振腔反射信号的干扰,采用二重相关算法提取信号的相位信息,并利用MATLAB进行二重相关算法的仿真实验,验证了基于相位特性检测谐振频率的可行性,并构建了基于相位特性的谐振频率检测方案。

贺洪兵[6](2005)在《基于GPS的高精度时间同步系统的研究设计》文中研究指明随着生产力推动高科技的进一步快速发展,高精度时间同步系统越来越在通信、深空探测、国防等高精尖技术应用领域得到了更加广泛的应用。如何让时间同步系统达到更高时间同步精度、更加安全可靠地工作以及让它的性价比更高是推动时间同步系统进一步发展的需要,也是研究时间同步系统的热点和难点。GPS全球定位系统由于具有可全球性全天时全天候覆盖的信号以及它搭载了可作为时频标准的高稳高准原子钟这两大优点而易于实现高精度低成本的时间同步系统。 本文研究了用GPS来实现高精度时间同步系统不同方案的优缺点,采用了用GPS秒脉冲信号来校正地面各站原子钟时频信号从而构成基于GPS的高精度时间同步系统的方案。本方案充分利用了高精度的GPS秒脉冲信号作为时间基准并结合了GPS秒脉冲长期稳定性好和商品原子钟短期稳定性好的优点,它不需要额外添加和维护高精度时频际准,也不需要各站互发信号来实现同步,从而具有同步精度较高、结构简单、成本相对低廉并且易于工程实现等优点。本文从总体和局部上详细设计了该同步系统,选用先进的可灵活编程的逻辑器件FPGA并采用了先进的EDA设计方法设计了测量和校正模块。通过功能仿真、时序仿真及试验验证了该系统实现的可行性。为了取得更高的时间同步精度,本文研究了如何设计同步数字电路来取得较高的同步精度。为了让本系统更加可靠安全工作,本文还从实用的角度对本系统进行了可靠性设计。经过试验验证,本系统达到了既定目标。 最后,针对本同步系统设计中需要进一步完善的地方提出了改进建议。

于建国[7](2003)在《优于皮秒(ps)量级的频标比对技术和高精度频率测量方法的研究》文中研究表明随着现代科学技术的发展,频率及时间的测量以及它们的控制技术在科学技术各领域,特别是在计量学、电子技术、信息科学、通信、天文和电子仪器等领域占有越来越重要的地位。从国际发展的趋势上看,频率标准的准确度和稳定度提高得非常快,几乎是每隔6~8年就提高一个数量级。目前频标的准确度和稳定度分别已达到1×10-15和1×10-14/s,以10-13/τ规格的高稳定度晶体振荡器的应用越来越广泛。但是,在我国对这种高稳定度振荡器检测的设备还不能满足要求,与国外有一定的差距。其原因有两方面:一是测量技术尚待提高;二是测量方法还需改进。本文主要是在频率及时间的测量方法和测量技术上作了一些新的探讨和研究。 在测量频率标准指标的比对中,最常见且最简单的是采用比相测量的方法。此方法是将两个被比对的标称值相同的标准频率信号之间的相位关系,通过线性鉴相器转换成与它成线性关系的电压信号,并通过相应的设备进行显示纪录。最后根据两频率源间的相位随时间的变化情况,换算出被测频率源的频率准确度和稳定度情况。此方法测量精度的高低,主要取决于两个方面,即频率标准本身相位噪声的情况和在0~360°范围内鉴相的线性度。由于在0°和360°附近存在的非线性,限制了仪器的测量精度,所以在本文的第二章中通过两种新的测量方法的讨论,并根据各频率标准相位噪声的特点,针对性的采取措施和如何克服在0°和360°附近的非线性的影响,以达到提高测量精度的目的。 在所有的数字式时间及频率测量设备中,几乎都存在着±1个字的计数误差。它的存在,极大地影响仪器的测量精度。减小它的影响,对提高仪器设备的测量精度有着十分重要的实际意义。本文提出的一种基于量化时延原理的短时间间隔的精确测量方法的新思想,十分有效地减小了±1个字的误差影响。此方法可以广泛地应用于高精度频率、时间及相位测量中,将其与一种从多周期同步法发展而来的高精度、定闸门测量法相结合,可实现高速、高精度、连续频率测量,而这一点非常适合非频率量传感信号的测量。论文详细地介绍了该方法的原理以及利用CPLD实现的测量系统,并将此方法应用于两个实际的项目中,收到了很好的效果。我们相信,该方法在航天、航空、国防等领域的自动控制系统中有着极其广泛的应用前景。 光频测量是国内乃至国际上关注的热点,开发新的光频测量方法对光频标的建立有着非常重要的意义。根据国内外的情况,提出一种新的测量方法:即利用任意频率信号之间都存在着相互相位差周期性变化的现象,根据李沙育图形的原理,在技术上完成了射频到微波信号之间成105频率关系的比对,再根据频率信号的共性,将此方法推广到微波到光频信号之间的比对,以完成对光频的测量。

王正兰[8](2006)在《基于AT89C51的多功能智能实验测试仪器的设计与实现》文中认为物理和电子实验教学在高等工科教育中起着相当重要的作用,但是长期以来教学实验设备的落后在很大程度上制约了物理和电子实验教学质量的提高。本文针对物理和电子实验教学的需要,基于AT89C51单片机设计并完成了一个多功能智能实验仪器,并进行了仿真调试和对比测试。 本论文主要研究工作有以下几个方面: 分析了AT89C51芯片的结构、原理,结合定时器/计数器8253和可编程并行接口8255,设计了AT89C51的扩展系统; 在分析了现有实验设备的不足的基础上提出了多功能智能实验仪器的总体设计,包括系统硬件部分的组成、原理、实现方法; 采用汇编语言编写了系统的应用软件; 在分析了通讯接口理论的基础上采用了RS232C标准接口与PC机通讯,并给出了通讯软件的流程图; 采用DVCC-51开发机结合系统的软、硬件进行了系统仿真调试。 本论文主要成果是将AT89C51芯片应用到多功能智能实验仪器中,使实验仪器具有综合测试的功能,并且改善了测量的精确度和稳定性,可以取代目前的毫秒计、测频仪和函数信号发生器等多种实验仪器,提高了实验教学效率和质量。同时可以响应来自微机串口的指令将测量值送至PC机,而后PC机可以通过打印机或显示器,向用户随时提供各种统计报表。实验仪器既可以单独使用,也可以作为网络的一个节点,增强实验仪器使用的灵活性。 通过对所设计的多功能智能实验仪器进行系统仿真调试,并和目前常用的其他实验仪器进行性能比较,本论文设计的多功能智能实验仪器具有突出的优点,能替代目前现有的多种实验仪器,高质量的完成实验教学任务。

刘夫江[9](2007)在《基于单片机和CPLD的等精度数字频率计设计》文中研究说明频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一。频率信号抗干扰能力强、易于传输,可以获得较高的测量精度,所以测频率方法的研究越来越受到重视。本课题的等精度数字频率计设计,采用当今电子设计领域流行的EDA技术,以CPLD为核心,配合AT89C51单片机,采用多周期同步测频原理,实现了0.1Hz-50MHz信号频率的等精度频率测量,此外,该系统还可以测方波信号宽度及高、低电平的占空比。设计中用一块复杂可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device)芯片EPM7128SLC84-15完成各种时序逻辑控制、计数功能。在QuartusⅡ平台上,用VHDL语言编程完成了CPLD的软件设计、编译、调试、仿真和下载。用AT89C51单片机作为系统的主控部件,实现整个电路的测试信号控制、数据运算处理、键盘扫描和控制数码管的显示输出。系统将单片机AT89C51的控制灵活性及CPLD芯片的现场可编程性相结合,不但大大缩短了开发研制周期,而且使本系统具有结构紧凑、体积小,可靠性高,测频范围宽、精度高等优点。本文详细论述了系统自上而下的设计方法及各部分硬件电路组成及单片机、CPLD的软件编程设计。使用以GW48-CK EDA实验开发系统为主的实验环境下进行了仿真和硬件验证,达到了较高的测量精度和测量速度。

舒凯[10](2020)在《振弦式陀螺信号检测系统的研究》文中进行了进一步梳理陀螺是一种用于测量物体角速度的传感装置,广泛应用于海军、陆军、空军以及民用等多个领域。传统基于哥氏效应的微机械陀螺多采用幅值检测方式,陀螺的微型化与高精度化很难得到兼顾,振弦式陀螺采用频率检测方式,振弦越细,频率越高,陀螺越小,精度越高,可兼顾传感器的小型化和高精度化。但是其输出信号较为微弱,检测精度受到信号检测电路的制约,并且信号中存在着各类噪声,故陀螺信号检测系统的设计至关重要。因此,针对振弦陀螺的特点,对采用频率检测方法的多通道信号测量系统进行了研究,以保证准确稳定地获取角速度信号。本文针对基于哥式效应的振弦式陀螺做出研究,针对其信号微弱、输出为多信号的问题,设计了基于频率检测的角速度检测电路和数字化的测控电路,制作了振弦式陀螺的样机,并对陀螺的检测电路部分进行了仿真和优化,主要工作如下:首先介绍了振弦式陀螺的基本理论和工作原理,确立振弦陀螺的基本结构模型;通过研究振弦陀螺的频率检测机理,为信号检测系统的设计提供理论依据;分析了系统本身存在的误差以及对陀螺精度的影响,总结了振弦陀螺信号检测系统中影响测量精度的主要因素,并提出了提高精度的方法。其次,在硬件电路上,依据目前制备的振弦式陀螺的模型参数,设计了以C8051F340单片机为核心的低频信号检测系统,系统包含测振模块、通信模块、电源模块及显示模块,对其中的测振模块进行了仿真;同时为了满足振弦式陀螺未来的微型化、高精度化,设计了以STM32F103ZET6为核心的高频信号检测系统,鉴于高频信号的特点,系统中另外设计了时钟模块和储存模块,并且对信号放大电路、滤波电路、整形电路进行了仿真优化。此外,为保证硬件的正常运作,对电路的各个组成部分的软件进行了设计。主要使用了C语言进行了软件设计,软件使用了模块化设计结构。最后,介绍了陀螺样机的加工制作与装配过程。通过数值模拟,结合硬件电路仿真,验证了高频信号检测方案具有一定的可行性。通过软件仿真对陀螺在不同检测频率下的精度进行了分析,角速度误差的仿真结果接近理论值;并且在1250Hz~4000Hz的振弦中心频率范围内,随着频率增加,陀螺的尺寸变小,振弦式陀螺呈现出精度逐渐增加的趋势。

二、单片机测频实验简介(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、单片机测频实验简介(论文提纲范文)

(1)真空绝热板导热系数测量方法及关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 真空绝热板导热系数测量方法的研究现状
        1.2.1 稳态法
        1.2.2 动态法
    1.3 真空绝热板导热系数的关键测量技术研究背景
        1.3.1 频率测量方法的研究现状
        1.3.2 集成电路技术的发展概况
        1.3.3 非线性标定方法的研究与进展
    1.4 论文的研究内容
    1.5 论文结构安排
    1.6 本章小结
第二章 真空绝热板导热系数的测量方法研究
    2.1 真空绝热板简介
    2.2 真空绝热板导热系数的测量原理
    2.3 真空绝热板内置电阻发生热辐射过程的ANSYS仿真
    2.4 测量系统的总体方案设计
    2.5 本章小结
第三章 测量系统的硬件实现方法研究
    3.1 内部测量模块的研制
        3.1.1 无线供电接收电路的研制
        3.1.2 温度检测电路与加热控制电路的研制
        3.1.3 RC振荡电路的研制
    3.2 信号调理电路的研制
        3.2.1 信号放大电路的研制
        3.2.2 二阶巴特沃斯低通滤波器的研制
        3.2.3 整形电路的研制
    3.3 频率测量方法的研究与应用
        3.3.1 直接计数测频原理
        3.3.2 等精度测频原理
        3.3.3 等精度测频电路的研制
    3.4 本章小结
第四章 内部测量模块集成化的关键技术研究
    4.1 芯片的内部框架设计
    4.2 芯片内部各功能模块的研制与仿真
        4.2.1 电源模块
        4.2.2 核心功能模块
    4.3 芯片的整体线路仿真与封装类型
        4.3.1 芯片的整体线路仿真
        4.3.2 芯片的封装类型
    4.4 版图设计
    4.5 本章小结
第五章 测量模型的标定方法研究与应用
    5.1 测量模型的标定实验
    5.2 基于最小二乘法的测量模型线性标定方法研究
    5.3 基于神经网络的测量模型非线性标定方法研究
        5.3.1 BP神经网络
        5.3.2 BP神经网络实现测量模型的非线性标定
        5.3.3 RBF神经网络
        5.3.4 RBF神经网络实现测量模型的非线性标定
    5.4 基于进化神经网络的测量模型非线性标定方法研究
        5.4.1 遗传算法
        5.4.2 遗传神经网络实现测量模型的非线性标定
        5.4.3 减聚类算法
        5.4.4 粒子群优化算法
        5.4.5 改进型RBF神经网络实现测量模型的非线性标定
    5.5 系统的测量实验与误差分析
        5.5.1 实验平台的构建
        5.5.2 实验结果
        5.5.3 误差分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
        6.1.1 工作总结
        6.1.2 本文研究工作的创新点
    6.2 展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间发表的论文
作者在攻读博士学位期间获得的专利
致谢

(2)手持式高精度频率计数器研究及设计(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 频率测量方法
        1.2.2 频率测量仪器现状
    1.3 本文研究内容
2 测量系统原理及实现方案分析
    2.1 引言
    2.2 系统设计要求
    2.3 系统测量原理分析
    2.4 系统实现方案分析论证
        2.4.1 基于单片机的方案
        2.4.2 基于FPGA的方案
        2.4.3 基于FPGA和单片机的方案
        2.4.4 实现方案的论证与选择
    2.5 系统总体结构
    2.6 小结
3 测量系统的硬件设计
    3.1 引言
    3.2 硬件的总结结构
    3.3 FPGA模块的硬件设计
        3.3.1 EP4CE6F17C8芯片简介
        3.3.2 FPGA最小系统设计
    3.4 单片机模块的硬件设计
        3.4.1 STC89C52RC芯片简介
        3.4.2 MCU最小系统设计
        3.4.3 显示模块
        3.4.4 下载模块
    3.5 电平转换模块
    3.6 PCB系统板的设计
    3.7 小结
4 系统软件设计
    4.1 引言
    4.2 FPGA应用软件Quartus II概述
    4.3 基于Quartus II的FPGA的设计流程
        4.3.1 自顶向下的设计方法
        4.3.2 Verilog语言简介
    4.4 本系统FPGA模块的程序设计
        4.4.1 闸门信号模块
        4.4.2 同步与逻辑控制模块
        4.4.3 计数器模块
        4.4.4 数据锁存模块
        4.4.6 中断输出模块
        4.4.7 数据选择输出模块
        4.4.8 顶层模块
    4.5 单片机控制部分软件设计
        4.5.1 中断服务模块
        4.5.2 显示模块
    4.6 小结
5 调试及测量误差分析验证
    5.1 引言
    5.2 调试
        5.2.1 硬件电路调试
        5.2.2 软件调试
    5.3 测量原理误差分析
    5.4 测量实验验证
        5.4.1 实验装置
        5.4.2 误差测试
        5.4.3 实际误差分析
    5.5 小结
6 总结
    6.1 全文工作总结
    6.2 研究工作展望
致谢
参考文献

(3)谐振式MEMS压力传感器控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 硅微谐振式压力传感器国内外研究现状
    1.3 研究背景和意义
    1.4 课题来源及研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究内容
第二章 硅微谐振压力传感器工作原理
    2.1 硅微谐振式压力传感器结构及原理
    2.2 压力传感器驱动原理
    2.3 压力传感器接口电路设计
        2.3.1 恒压源电桥
        2.3.2 交变电压源电桥
        2.3.3 恒流源电桥
        2.3.4 交变电流源电桥
    2.4 硅微谐振式压力传感器测控系统框架
    2.5 本章小结
第三章 硅微谐振传感器压力计闭环控制系统设计
    3.1 锁相环控制基本原理
        3.1.1 异或鉴相器
        3.1.2 环路滤波器
        3.1.3 压控振荡器
    3.2 锁相环设计和仿真
    3.3 硅微谐振式压力传感器幅度控制
    3.4 硅微谐振式压力传感器闭环系统仿真
    3.5 系统硬件电路
    3.6 本章小结
第四章 硅微谐振式压力传感器带宽测试系统设计
    4.1 带宽测试方法
    4.2 频率调制源设计
        4.2.1 DDS基本原理
        4.2.2 频率调制的FPGA实现
    4.3 带宽测试模块设计
        4.3.0 频率带宽测试原理
        4.3.1 带宽测试模块框架
        4.3.2 带宽测试实验验证
    4.4 低带宽下的环路设计优化
    4.5 本章小结
第五章 硅微谐振式压力传感器频率检测技术研究
    5.1 频率测量需求分析
    5.2 频率测量方案对比论证
        5.2.1 直接计数法
        5.2.2 多周期同步计数法
        5.2.3 移相时钟计数法
    5.3 基于FPGA与 STM32 方案的实现
        5.3.1 测频方案设计
        5.3.2 配套上位机设计
        5.3.3 外围电路设计
    5.4 测频电路精度试验分析
        5.4.1 测量误差分析
        5.4.2 测频模块量程测试
    5.5 本章小结
第六章 硅微谐振式压力计实验测试与分析
    6.1 实验测试设备
    6.2 锁相环跟踪稳定性测试
    6.3 压力计性能测试
        6.3.1标度因数实验
        6.3.2 漂移及噪声
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

(4)相位噪声和频率稳定度时频域对应关系研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状以及趋势
    1.3 论文内容及安排
    1.4 小结
第二章 频率稳定度和相位噪声对应关系
    2.1 频率稳定度
        2.1.1 频域表征
        2.1.2 时域表征
    2.2 相位噪声
    2.3 频率稳定度和相位噪声对应关系
    2.4 小结
第三章 高精密数字化频率处理测量系统原理
    3.1 高精密数字化频率处理测量系统总体方案
        3.1.1 双路ADC转换原理
        3.1.2 重合检测及计数原理
        3.1.3 频率处理测频原理
    3.2 数字化频率处理与其他处理方式比较
        3.2.1 与传统频率处理比较
        3.2.2 与相位处理比较
    3.3 小结
第四章 高精密数字化频率处理测量系统设计
    4.1 系统总体设计
    4.2 数字化频率处理测量系统硬件设计
        4.2.1 双路ADC转换电路
        4.2.2 闸门产生及计数电路
        4.2.3 频率处理测频电路
    4.3 数字化频率处理测量系统软件设计
        4.3.1 系统软件总体设计
        4.3.2 FPGA软件设计
        4.3.3 MCU软件设计
        4.3.4 上位机软件设计
    4.4 小结
第五章 高精密数字化频率处理测量系统实验及分析
    5.1 自校实验及分析
        5.1.1 VCXO时域频率稳定度
        5.1.2 VCXO频域的相位噪声
    5.2 互比实验及分析
        5.2.1 VCXO时域的频率稳定度
        5.2.2 处理过VCXO频域相位噪声
    5.3 多频点实验及分析
    5.4 误差分析
        5.4.1 信号的量化误差
        5.4.2 闸门的计数误差
        5.4.3 采样点选取误差
        5.4.4 VCXO调节误差
    5.5 小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
附录A 单片机数据处理程序
附录B 数字化频率处理测量系统实验平台
附录C 相位噪声测量系统实验平台

(5)双通道蒸汽湿度测量系统谐振频率检测方法的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态
        1.2.1 蒸汽湿度测量方法研究动态
        1.2.2 谐振腔测湿的研究现状及动态
    1.3 本课题研究内容
第2章 双通道蒸汽湿度测量系统原理
    2.1 微波谐振腔
    2.2 谐振腔的幅度相位特性
    2.3 蒸汽湿度与谐振频率的关系
        2.3.1 湿蒸汽介电常数与蒸汽湿度的关系
        2.3.2 湿蒸汽介电常数与谐振频率的关系
    2.4 影响谐振频率的其他因素
    2.5 双通道蒸汽湿度测量系统
    2.6 本章小结
第3章 双通道测湿系统的设计
    3.1 测湿系统的整体设计
    3.2 测湿系统微波部分设计
    3.3 系统测频部分的设计
        3.3.1 频率测量方法
        3.3.2 FPGA芯片的选择
        3.3.3 实现等精度测量的模块设计
    3.4 系统控制部分的设计
        3.4.1 STM32单片机的选择
        3.4.2 TFT-LCD简介
        3.4.3 DS18B20简介
    3.5 单片机的外部连接
    3.6 单片机的软件设计
        3.6.1 频率测量函数设计
        3.6.2 扫描函数设计
        3.6.3 LCD显示程序设计
        3.6.4 主函数设计
    3.7 测试结果分析
    3.8 本章小结
第4章 利用相位特性测量谐振频率
    4.1 谐振腔相位偏移与谐振频率的关系
    4.2 相位信息提取算法的研究
        4.2.1 相关算法的原理分析
        4.2.2 相关算法的优化应用
    4.3 相关算法的仿真分析
    4.4 二重相关算法实现的电路设计
    4.5 两种测量方法的比较
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢

(6)基于GPS的高精度时间同步系统的研究设计(论文提纲范文)

第一章 引言
    1.1 时间和时间同步的基本概念
        1.1.1 时间及其表征计量
        1.1.2 时间同步
    1.2 高精度时间同步技术的应用
    1.3 时间同步技术发展历哭及国内外现状
    1.4 课题来源及研究意义
    1.5 本文所作的工作及文章结构安排
        1.5.1 本文所作的工作
        1.5.2 论文的组织安排及简要介绍
第二章 时间同步的基本方法和原理
    2.1 时间同步的技术指标
        2.1.1 时间同步误差
        2.1.2 频率准确度
        2.1.3 频率稳定度
        2.1.4 频率偏差
    2.2 时间同步的基本方法及其工作原理
        2.2.1 搬钟时间同步法
        2.2.2 单向时间同步法
        2.2.3 双向时间同步法
    2.3 GPS用于高精度时间同步系统的优势
        2.3.1 全球定位系统(GPS)简介
        2.3.2 利用 GPS进行高精时间同步的优势
第三章 基于 GPS的高精时问同步系统总体研究设计
    3.1 总体构思
    3.2 硬件方案选择
    3.3 软件总体设计
第四章 基于 GPS的高精时间同步系统详细研究设计
    4.1 EDA设计方法概述
        4.1.1 数字系统设计方法发展历程
        4.1.2 EDA设计的主要方法和流程
        4.1.3 EDA的设计基本原则
    4.2 各功能模块详细设计
        4.2.1 测沿差模块
        4.2.1.1 设计分析
        4.2.1.2 FPGA程序实现及时序仿真
        4.2.2 测频模块
        4.2.2.1 方案选择与设计分析
        4.2.2.2 FPGA程序实现及时序仿真
        4.2.3 沿差校正模块
        4.2.3.1 方案选择与设计分析
        4.2.3.2 FPGA程序实现及时序仿真
        4.2.4 频率校正模块
        4.2.5 GPS接收机模块
        4.2.6 微处理器控制模块
        4.2.6.1 微处理器硬件详细接口
        4.2.6.2 单片机软件详细设计
    4.3 提高同步精度所作的研究
        4.3.1 流水线设计
        4.3.2 双沿计数设计
        4.3.3 其他
    4.4 系统同步精度分析
第五章 系统可靠性设计
    5.1 系统设备的冗余设计
    5.2 设备安装的环境考虑
    5.3 系统硬件可靠性设计
    5.4 系统软件可靠性设计
第六章 总结与展望
参考文献
作者在读期间科研成果简介
声明
致谢
附录一: 实验板原理图
附录二: 测沿差模块综合后门级图
附录三: 测频模块综合后门级图
附录四: 分频校沿模块综合后门级图
附录五: 流水线加法程序示例
附录六: 双沿计数程序示例

(7)优于皮秒(ps)量级的频标比对技术和高精度频率测量方法的研究(论文提纲范文)

第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 频率测量的技术状况
    1.3 测频方法的技术状况
    1.4 频率稳定度的表征与测定
    1.5 本文的研究内容与写作安排
第二章 新的频标比对测量技术和方法的研究
    2.1 概述
    2.2 一种新的基于线性相位比对方法的频率比较器
    2.3 基于单片机控制的相位比对方法
    2.4 比相法测频中的几个关键问题
    2.5 基于PC机的频标比对自动测量软件设计
第三章 基于量化时延原理的短时间间隔的测量方法
    3.1 概述
    3.2 量化时延测量法原理
    3.3 量化时延测频方法的系统实现
    3.4 高精度短时间间隔测量在新型频率计设计中的应用
    3.5 短时间间隔测量法的进一步研究
    3.6 小结
第四章 新型高精度定闸门测频方法的研究
    4.1 研究背景
    4.2 新型高速、高精度、连续测频方法
    4.3 高速、高精度、连续测频方法的系统设计
    4.4 小结
第五章 光频测量新方法的研究和探索
    5.1 概述
    5.2 传统的光频测量方法
    5.3 基于锁模飞秒脉冲激光技术的光频测量方法
    5.4 新方法的设计思想
    5.5 用于光频直接测量的大频率比的精密频率测量方法
    5.6 在相位比对基础上的光频与微波信号的比对的探讨
    5.7 结论
第六章 总结
致谢
参考文献

(8)基于AT89C51的多功能智能实验测试仪器的设计与实现(论文提纲范文)

第1章 绪论
    1.1 实验仪器的国内外发展状况
    1.2 课题的来源和研究意义
    1.3 论文研究内容和主要工作
    1.4 论文组织结构
第2章 系统总体设计
    2.1 设计思想
    2.2 系统总体框架
    2.3 主要器件选型
    2.4 理论基础
        2.4.1 传感器技术
        2.4.2 AT89C51单片机
        2.4.3 可编程并行接口8255
        2.4.4 定时/计数器8253
        2.4.5 频率测量方法及原理
        2.4.6 通讯接口技术
第3章 系统硬件设计
    3.1 电源设计
    3.2 AT89C51系统扩展设计
    3.3 键盘和显示接口设计
        3.3.1 键盘与显示接口电路
        3.3.2 七段发光显示器
        3.3.3 键盘接口
    3.4 频率测量功能设计
        3.4.1 测频法+测周法
        3.4.2 测频功能设计
    3.5 计时、计数功能设计
        3.5.1 光电转换电路
        3.5.2 计时功能设计
        3.5.3 计数功能设计
    3.6 信号发生器设计
        3.6.1 集成函数发生器
        3.6.2 信号发生器设计
    3.7 串行通讯接口
第4章 系统软件设计
    4.1 单片机汇编语言简介
    4.2 监控程序设计
        4.3.1 监控主程序
        4.2.2 系统初始化程序
        4.2.3 8253 CTO、CT1初始化程序
        4.2.4 键盘管理模块
        4.2.5 显示管理模块
        4.2.6 中断管理模块
    4.3 功能模块设计
        4.3.1 测频功能模块
        4.3.2 计时功能模块
        4.3.3 计数功能模块
        4.3.4 函数发生器模块
    4.4 串行通讯模块设计
        4.4.1 通讯协议
        4.4.2 PC机串行通讯程序的实现
        4.4.3 实验仪器通讯程序的实现
第5章 系统测试报告
    5.1 单片机开发系统及其应用
        5.1.1 单片机开发系统的构成
        5.1.2 单片机开发系统的在线仿真功能
    5.2 系统的仿真与调试
        5.2.1 多功能智能实验仪器仿真系统
        5.2.2 多功能实验仪器仿真与调试步骤
    5.3 系统测试报告
        5.3.1 系统测试环境
        5.3.2 测试结果及分析
    5.4 误差分析
第6章 结论
    6.1 论文结论
    6.2 下一步工作方向
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

(9)基于单片机和CPLD的等精度数字频率计设计(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 概述
    1.1 课题来源
    1.2 研究内容及相关技术
    1.3 测量原理
    1.4 系统设计指标
第二章 硬件电路设计
    2.1 系统顶层电路设计
    2.2 测频模块的工作原理及设计
        2.2.1 CPLD的结构与功能介绍
        2.2.2 CPLD测频专用模块逻辑设计
    2.3 单片机主控模块
        2.3.1 AT89C51单片机性能
        2.3.2 单片机控制电路
    2.4 外围电路设计
        2.4.1 键盘接口电路
        2.4.2 显示电路
        2.4.3 电源模块
        2.4.4 其它电路
第三章 软件设计
    3.1 Quartus II概述
    3.2 Quartus II使用 VHDL实现系统功能的全过程
        3.2.1 电子系统的设计方法
        3.2.2 “自顶向下”与“自底向上”的设计方法
        3.2.3 VHDL语言简介
        3.2.4 本系统 CPLD模块的顶层设计
        3.2.5 各子功能模块设计
    3.3 CPLD模块仿真
    3.4 单片机的汇编语言编程
        3.4.1 单片机主程序
        3.4.2 测频、测周期、测脉宽及测占空比子程序
        3.4.3 键盘扫描、时间值输入及计数值计算子程序
第四章 实验测试及误差分析
    4.1 测频精度分析
    4.2 实验测试及误差分析
        4.2.1 实验测试的方法
        4.2.2 系统的硬件验证
        4.2.3 误差分析
小结
参考文献
致谢
附录:单片机相关子程序
学位论文评阅及答辩情况表

(10)振弦式陀螺信号检测系统的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 振弦式陀螺研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容及章节安排
第二章 振弦式陀螺信号检测系统总体方案设计
    2.1 振弦陀螺工作原理
        2.1.1 科里奥利力原理
        2.1.2 振弦传感器原理
    2.2 振弦式陀螺基本结构
        2.2.1 振弦式陀螺检测原理
        2.2.2 振弦式陀螺电磁驱动电学模型
        2.2.3 振弦陀螺量程与精度分析
    2.3 振弦式陀螺信号检测系统总体方案
        2.3.1 方案一:基于C8051F340的低频信号检测方案
        2.3.2 方案二:基于STM32单片机的高频信号检测方案
    2.4 小结
第三章 基于C8051F340振弦陀螺信号检测系统设计
    3.1 微控制器单元的设计
        3.1.1 MCU的选取
        3.1.2 最小系统设计
        3.1.3 系统总体软件设计
    3.2 测振模块设计
        3.2.1 滤波电路的设计
        3.2.2 信号放大电路
        3.2.3 测频模块的设计
        3.2.4 拾振电路的软件设计
    3.3 显示模块设计
        3.3.1 显示模块的硬件设计
        3.3.2 显示模块软件设计
    3.4 通信模块设计
        3.4.1 通信模块的硬件设计
        3.4.2 通信模块软件设计
    3.5 电源模块设计
    3.6 小结
第四章 基于STM32的振弦式陀螺高频信号检测系统的设计
    4.1 系统总体设计
    4.2 主控模块设计
    4.3 外部储存器电路设计
        4.3.1 储存电路的硬件设计
        4.3.2 储存模块的软件设计
    4.4 时钟模块
        4.4.1 时钟模块的硬件设计
        4.4.2 时钟模块的软件设计
    4.5 测量模块的设计
        4.5.1 信号放大模块的设计
        4.5.2 高通滤波模块的设计
        4.5.3 整形模块的设计
    4.6 小结
第五章 陀螺样机制作和陀螺仿真分析
    5.1 振弦式陀螺整体结构
        5.1.1 振弦陀螺样机制作与实验
        5.1.2 振弦式陀螺样机零件加工与制备
        5.1.3 振弦式陀螺样机的装配
    5.2 中心频率不同的陀螺在改变单片机主频的条件下的精度分析
    5.3 基于MCS-51内核单片机的四种设计方案的分析与仿真
        5.3.1 设计方案一:振弦中心频率为1250Hz
        5.3.2 设计方案二:振弦中心频率为2000Hz
        5.3.3 设计方案三:振弦中心频率为3000Hz
        5.3.4 设计方案四:振弦中心频率为4000Hz
        5.3.5 四种方案的对比
    5.4 本章小结
第六章 总结
    6.1 主要工作回顾
    6.2 本课题今后需进一步研究的地方
参考文献
个人简历 在读研期间发表的学术论文
致谢

四、单片机测频实验简介(论文参考文献)

  • [1]真空绝热板导热系数测量方法及关键技术研究[D]. 黄俊. 厦门大学, 2017(01)
  • [2]手持式高精度频率计数器研究及设计[D]. 李伟. 重庆大学, 2017(06)
  • [3]谐振式MEMS压力传感器控制方法研究[D]. 张基强. 东南大学, 2019(06)
  • [4]相位噪声和频率稳定度时频域对应关系研究[D]. 冯娜娜. 西安电子科技大学, 2019(04)
  • [5]双通道蒸汽湿度测量系统谐振频率检测方法的研究与实现[D]. 贾喜喜. 华北电力大学, 2020(02)
  • [6]基于GPS的高精度时间同步系统的研究设计[D]. 贺洪兵. 四川大学, 2005(01)
  • [7]优于皮秒(ps)量级的频标比对技术和高精度频率测量方法的研究[D]. 于建国. 西北工业大学, 2003(02)
  • [8]基于AT89C51的多功能智能实验测试仪器的设计与实现[D]. 王正兰. 兰州大学, 2006(09)
  • [9]基于单片机和CPLD的等精度数字频率计设计[D]. 刘夫江. 山东大学, 2007(03)
  • [10]振弦式陀螺信号检测系统的研究[D]. 舒凯. 华东交通大学, 2020

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单片机测频实验介绍
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