2015 年全国大学生电子设计竞赛
全国一等奖作品
设计报告 部分错误未修正，软
件部分未添加
竞赛选题：数字频率计（F 题）
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摘 要
本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，制作了一款超高精度 的数字频率计，其优点在于采用了自动增益控制电路（AGC）和等精度测量法， 全部电路使用 PCB 制版，进一步减小误差。
AGC 电路可将不同频率、不同幅度的待测信号，放大至基本相同的幅度， 且高于后级滞回比较器的窗口电压，有效解决了待测信号输入电压变化大、频率 范围广的问题。频率等参数的测量采用闸门时间为 1s 的等精度测量法。闸门时 间与待测信号同步，避免了对被测信号计数所产生±1 个字的误差，有效提高了 系统精度。
经过实测，本设计达到了赛题基本部分和发挥部分的全部指标，并在部分指 标上远超赛题发挥部分要求。
关键词：FPGA 自动增益控制 等精度测量法
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目录
摘 要.................................................................................................................... 1 目录........................................................................................................................ 2 1. 系统方案................................................................................................... 3
1.1. 方案比较与选择................................................................................ 3
1.1.1. 宽带通道放大器......................................................................... 3 1.1.2. 正弦波整形电路......................................................................... 3 1.1.3. 主控电路..................................................................................... 3 1.1.4. 参数测量方案............................................................................. 4 1.2. 方案描述............................................................................................ 4 2. 电路设计................................................................................................... 4
2.1. 宽带通道放大器分析........................................................................ 4 2.2. 正弦波整形电路................................................................................ 5 3. 软件设计................................................................................................... 6 4. 测试方案与测试结果............................................................................... 6
4.1. 测试仪器............................................................................................ 6 4.2. 测试方案及数据................................................................................ 7
4.2.1. 频率测试..................................................................................... 7 4.2.2. 时间间隔测量............................................................................. 7 4.2.3. 占空比测量................................................................................. 8 4.3. 测试结论............................................................................................ 9 参考文献................................................................................................................ 9
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全国大学生电子设计大赛F题一等奖数字频率计
