電子測(cè)量2013第二組課

電子測(cè)量原理-技術(shù)

馮永茂電子與信息工程學(xué)院電子信息工程系

2013版課程概要本課程的重點(diǎn)研究對(duì)象；學(xué)好電子測(cè)量都能干什么；測(cè)量的關(guān)鍵知識(shí)與原則；時(shí)間量的測(cè)量預(yù)備知識(shí)；本課程的重點(diǎn)研究對(duì)象時(shí)間的測(cè)量；電壓的測(cè)量；阻抗的測(cè)量；信號(hào)的測(cè)量；信號(hào)的合成；

作業(yè)1大功率半導(dǎo)體激光器內(nèi)部集成了多路溫度傳感器、壓力傳感器、相對(duì)濕度傳感器、光強(qiáng)傳感器，請(qǐng)查閱資料，給出一套傳感器選型指南，并提出相應(yīng)的信號(hào)處理的參考電路。提交方式，第三節(jié)課上課時(shí)，提交電子文檔與紙介質(zhì)打印稿；每節(jié)課上隨機(jī)抽查3-5份，直到期末考試。3KW半導(dǎo)體工業(yè)激光器時(shí)間的測(cè)量—認(rèn)識(shí)世界的開始周期的測(cè)量；頻率的測(cè)量；高頻率的測(cè)量；短時(shí)間間隔的測(cè)量；極低頻率的測(cè)量；時(shí)間量測(cè)量的基本方法—數(shù)字計(jì)數(shù)器；數(shù)字計(jì)數(shù)器的最佳實(shí)現(xiàn)—采用FPGA；電壓的測(cè)量—電子測(cè)量的核心電路與技術(shù)傳感器信號(hào)調(diào)理電路；溫度傳感器；光傳感器；電流傳感器；ADC的類型與工作原理；SAR—逐次逼近型；雙積分型；數(shù)據(jù)采集電路的基本構(gòu)成；電路實(shí)現(xiàn)的若干關(guān)鍵環(huán)節(jié)阻抗的測(cè)量—認(rèn)識(shí)電路的開始集總式電路分析與分布式電路分析；電阻、電容、電感只是相對(duì)參數(shù)；自動(dòng)平衡電橋法的基本構(gòu)成與原理；與時(shí)間、電壓測(cè)量相結(jié)合的阻抗測(cè)量；實(shí)例問題分析；信號(hào)的測(cè)量—工欲善其事，必先利其器數(shù)字示波器的基本構(gòu)成；數(shù)字示波器的常用功能；使用中的若干關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)字示波器的發(fā)展現(xiàn)狀；信號(hào)的合成—改造世界的開始PLL（鎖相環(huán)）的基本原理；常見的PLL應(yīng)用與實(shí)例；DDS的基本原理與結(jié)構(gòu)；基于DDS的任意波形發(fā)生器；基于DDS的脈沖函數(shù)發(fā)生器；學(xué)好電子測(cè)量都能干什么分析、設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集相關(guān)的電路與產(chǎn)品；更加深入、貼切的理解電路、信號(hào)；綜合模擬電路、MCU、FPGA三大技術(shù)；鍛煉從信號(hào)、電路、系統(tǒng)的角度分析問題、解決問題；測(cè)量的關(guān)鍵知識(shí)與原則測(cè)量誤差的定義（閱讀）絕對(duì)誤差與精確度（閱讀）相對(duì)誤差與精密度（閱讀）量程選擇的2/3原則；電路上抑制干擾的基本方法；測(cè)量誤差的基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)量誤差的分類根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)，測(cè)量誤差可分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差三類。1.隨機(jī)誤差定義:在同一測(cè)量條件下（指在測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員、測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器都相同的條件下），多次重復(fù)測(cè)量同一量值時(shí)（等精度測(cè)量），每次測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)都以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差或偶然誤差，簡(jiǎn)稱隨差。隨機(jī)誤差主要由對(duì)測(cè)量值影響微小但卻互不相關(guān)的大量因素共同造成。這些因素主要是噪聲干擾、電磁場(chǎng)微變、零件的摩擦和配合間隙、熱起伏、空氣擾動(dòng)、大地微震、測(cè)量人員感官的無(wú)規(guī)律變化等。3.1.1測(cè)量誤差的分類（續(xù)）例：對(duì)一不變的電壓在相同情況下，多次測(cè)量得到1.235V，1.237V，1.234V，1.236V，1.235V，1.237V。單次測(cè)量的隨差沒有規(guī)律，但多次測(cè)量的總體卻服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。可通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)處理,即求算術(shù)平均值隨機(jī)誤差定義：測(cè)量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差測(cè)量誤差的分類（續(xù)）2.系統(tǒng)誤差定義：在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量重復(fù)同一量時(shí)，測(cè)量誤差的絕對(duì)值和符號(hào)都保持不變，或在測(cè)量條件改變時(shí)按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。例如儀器的刻度誤差和零位誤差，或值隨溫度變化的誤差。產(chǎn)生的主要原因是儀器的制造、安裝或使用方法不正確，環(huán)境因素（溫度、濕度、電源等）影響，測(cè)量原理中使用近似計(jì)算公式，測(cè)量人員不良的讀數(shù)習(xí)慣等。系統(tǒng)誤差表明了一個(gè)測(cè)量結(jié)果偏離真值或?qū)嶋H值的程度。系差越小，測(cè)量就越準(zhǔn)確。系統(tǒng)誤差的定量定義是：在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差。即測(cè)量誤差的分類（續(xù)）3.粗大誤差：粗大誤差是一種顯然與實(shí)際值不符的誤差。產(chǎn)生粗差的原因有：①測(cè)量操作疏忽和失誤如測(cè)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)以及實(shí)驗(yàn)條件未達(dá)到預(yù)定的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等。②測(cè)量方法不當(dāng)或錯(cuò)誤如用普通萬(wàn)用表電壓檔直接測(cè)高內(nèi)阻電源的開路電壓③測(cè)量環(huán)境條件的突然變化如電源電壓突然增高或降低，雷電干擾、機(jī)械沖擊等引起測(cè)量?jī)x器示值的劇烈變化等。含有粗差的測(cè)量值稱為壞值或異常值，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)剔除掉。

測(cè)量誤差的分類（續(xù)）4.系差和隨差的表達(dá)式 在剔除粗大誤差后，只剩下系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差各次測(cè)得值的絕對(duì)誤差等于系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的代數(shù)和。在任何一次測(cè)量中，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差一般都是同時(shí)存在的。系差和隨差之間在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化測(cè)量結(jié)果的表征

準(zhǔn)確度表示系統(tǒng)誤差的大小。系統(tǒng)誤差越小，則準(zhǔn)確度越高，即測(cè)量值與實(shí)際值符合的程度越高。精密度表示隨機(jī)誤差的影響。精密度越高，表示隨機(jī)誤差越小。隨機(jī)因素使測(cè)量值呈現(xiàn)分散而不確定，但總是分布在平均值附近。精確度用來(lái)反映系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合影響。精確度越高，表示正確度和精密度都高，意味著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小。射擊誤差示意圖周期的測(cè)量原理周期[period;cycle]：事物在運(yùn)動(dòng)、變化過程中，兩個(gè)連續(xù)出現(xiàn)或反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象或事件之間的時(shí)間間隔；Thetimeintervalbetweentwosuccessiveoccurrencesofarecurrenteventorphasesofanevent；周期的測(cè)量時(shí)間間隔的測(cè)量?jī)蓚€(gè)連續(xù)、相同的特征之間的時(shí)間間隔；第一步：發(fā)現(xiàn)、選擇、處理信號(hào)的特征；周期測(cè)量—

測(cè)量?jī)蓚€(gè)時(shí)間（坐標(biāo)點(diǎn)）間隔合理提取信號(hào)的“周期”特征；連續(xù)信號(hào)—模擬信號(hào)—選擇變化率最大點(diǎn)；脈沖信號(hào)—數(shù)字信號(hào)—選擇脈沖的變化沿；利用電子計(jì)數(shù)器在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間，觸發(fā)信號(hào)到來(lái)后，以固定的時(shí)鐘周期（TC）計(jì)數(shù)，到觸發(fā)信號(hào)再次到來(lái)時(shí)，停止計(jì)數(shù)，讀取計(jì)數(shù)結(jié)果NC，則被測(cè)信號(hào)的周期為：

Ts=Tc×Nc周期測(cè)量的實(shí)例—車輪轉(zhuǎn)速傳感器仔細(xì)體會(huì)，接受問題，分析問題，解決問題先要了解傳感器的基本工作原理1齒圈6旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒頂和齒隙交替對(duì)向極軸。在齒圈旋轉(zhuǎn)過程中，感應(yīng)線圈內(nèi)部的磁通量交替變化從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)齒圈的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率也變化。此傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但存在下述缺點(diǎn)：一是其輸出信號(hào)的幅值隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若車速過慢，其輸出信號(hào)低于1V，電控單元就無(wú)法檢測(cè)；二是響應(yīng)頻率不高。當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，傳感器的頻率響應(yīng)跟不上；三是抗電磁波干擾能力差。目前，國(guó)內(nèi)外ABS系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15～160km/h，今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8～260km/h以至更大，顯然電磁感應(yīng)式輪速傳感器很難適應(yīng)。先要了解傳感器的基本工作原理2

當(dāng)齒輪位于圖中(a)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線分散，磁場(chǎng)相對(duì)較弱；而當(dāng)齒輪位于圖中(b)所示位置時(shí)，穿過霍爾元件的磁力線集中，磁場(chǎng)相對(duì)較強(qiáng)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電壓的變化，霍爾元件將輸出一個(gè)毫伏(mV)級(jí)的準(zhǔn)正弦波電壓。此信號(hào)還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖電壓?；魻栞喫賯鞲衅骶哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：其一是輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響。；其二是頻率響應(yīng)高。其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz，相當(dāng)于車速為1000km/h時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率；其三是抗電磁波干擾能力強(qiáng)。因此，霍爾傳感器不僅廣泛應(yīng)用于ABS輪速檢測(cè)，也廣泛應(yīng)用于其控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。分析信號(hào)的基本屬性最簡(jiǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字化的周期測(cè)量方法兩個(gè)重要的信號(hào)處理環(huán)節(jié)：信號(hào)放大與波形整形；信號(hào)的放大，主要解決：幅度和濾波降噪；波形整形，主要解決：獲得足夠陡峭的變化沿；集成運(yùn)算放大器、高速比較器、施密特觸發(fā)器；典型應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)與分析；初試—疊加原理分析運(yùn)放電路1設(shè)法尋找“=”，建立方程；“虛短”與“虛斷”；“虛短”就是“=”；“虛斷”就是“不用多想”。初試—疊加原理分析運(yùn)放電路2初試—疊加原理分析運(yùn)放電路3

繼續(xù)深入思考為什么要整形，如何對(duì)放大之后的波形進(jìn)行整形？高速比較器與施密特觸發(fā)器（滯回比較器）。現(xiàn)代周期測(cè)量的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案放大整形同步脈沖沿分離計(jì)數(shù)處理N=n+1fsfsfN深入認(rèn)識(shí)脈沖信號(hào)的相位抖動(dòng)--Jitter整形之后的信號(hào)，幅度、變化沿滿足了現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)；相對(duì)于本地參考時(shí)鐘，必然存在相對(duì)的相位偏斜—也稱作抖動(dòng)；在進(jìn)入周期特征信息提取—脈沖沿信息提取之前，必須要進(jìn)行“數(shù)字同步去抖”；使得特征信息的變化相位嚴(yán)格與本地參考時(shí)鐘同步；第一個(gè)實(shí)用的邏輯結(jié)構(gòu)—請(qǐng)牢牢記住認(rèn)識(shí)一下D觸發(fā)器—行為級(jí)描述；Tco是理解D觸發(fā)器行為原理的關(guān)鍵參數(shù)；D觸發(fā)器“排隊(duì)”移位寄存器—數(shù)字特征；認(rèn)識(shí)一下移位寄存器的行為特征第一個(gè)實(shí)用的邏輯結(jié)構(gòu)—數(shù)字同步去抖同步去抖的行為特征—時(shí)序邏輯仿真只有連續(xù)出現(xiàn)“足夠長(zhǎng)”的新邏輯狀態(tài)，輸出才會(huì)跟隨變化，否則，隨機(jī)干擾不會(huì)影響輸出的邏輯狀態(tài)；第二個(gè)實(shí)用邏輯—脈沖沿提取邏輯邏輯設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)使用“與”，“或”和“異或”邏輯；分析、理解邏輯離不開Tco和Tpd邊沿檢測(cè)的時(shí)序行為脈沖沿分離邏輯—活用基本邏輯門脈沖沿分離的時(shí)序行為認(rèn)識(shí)一些基本邏輯要素與概念邏輯使能；同步計(jì)數(shù)使能；同步復(fù)位（清零）；異步復(fù)位；同步置位（預(yù)置數(shù)）；異步置位；競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的去除；課程概要同步去抖；脈沖沿檢測(cè)與分離；FPGA中的計(jì)數(shù)器；周期測(cè)量的典型設(shè)計(jì)；第一個(gè)實(shí)用的設(shè)計(jì)方法—?jiǎng)潉澘碊FF—VerilogHDL行為級(jí)描述；Tco是理解D觸發(fā)器行為原理的關(guān)鍵參數(shù)；“劃劃看”來(lái)分析移位寄存器的行為特征；always@(posedgeclk)Beginq<=d;end劃一下移位寄存器的行為特征數(shù)字同步去抖的行為級(jí)描述Always@(posedgeclk)Beginout_1th<=signal_in;out_2th<=out_1th;out_3th<=out_2th;out_4th<=out_3th;EndAlways@(posedgeclk)Beginif(out_1th&out_2th&out_3th&out_4th)sync_out<1’b1;elseif(~(out_1th|out_2th|out_3th|out_4th)sync_out<=1’b0;elsesync_out<=sync_out;end

VerilogHDL就是在用途最廣泛的C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種件描述語(yǔ)言，它是由GDA(GatewayDesignAutomation)公司的PhilMoorby在1983年末首創(chuàng),1989年CADENCE公司收購(gòu)了GDA公司，使得VerilogHDL成為了該公司的獨(dú)家專利。

同步去抖的行為特征—時(shí)序邏輯仿真劃劃看—脈沖沿提取邏輯的時(shí)序行為邏輯設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)使用“與”，“或”和“異或”邏輯；分析、理解邏輯離不開Tco和Tpd邊沿檢測(cè)的時(shí)序行為大道從簡(jiǎn)—活用基本邏輯門脈沖沿分離的時(shí)序行為在計(jì)數(shù)器之前--基本邏輯要素與概念邏輯使能；同步計(jì)數(shù)使能；同步復(fù)位（清零）；異步復(fù)位；同步置位（預(yù)置數(shù)）；異步置位；競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的去除；帶使能端的計(jì)數(shù)器行為級(jí)描述Moduleen_cnt_10bit(enable,sclr,clk,cnt_out);Inputenable;Inputsclr;Inputclk;Output[9:0]cnt_out;Reg[9:0]cnt_out;Always@(posedgeclk)Beginif(sclr)cnt_out<=10’d0;elseif(enable)cnt_out<=cnt_out+1;elsecnt_out<=cnt_out;Endendmodule異步操作的描述Always@(posedgeclkorposedgeaclr)Beginif(aclr)cnt_out<=10’d0;elseif(enable)cnt_out<=cnt_out+1;elsecnt_out<=cnt_out;Endendmodule計(jì)數(shù)器測(cè)量的誤差特征與2/3原則計(jì)數(shù)器會(huì)產(chǎn)生±1誤差，相對(duì)誤差為±1/N；2/3原則：被測(cè)信號(hào)最大幅度控制在器件或滿量程的2/3附近；課程概要周期測(cè)量的典型設(shè)計(jì);總結(jié)：關(guān)鍵信號(hào)處理環(huán)節(jié)；如何測(cè)量目標(biāo)信號(hào)的頻率；頻率測(cè)量的典型設(shè)計(jì)；周期測(cè)量—測(cè)量?jī)蓚€(gè)時(shí)間點(diǎn)之間隔在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間，以固定的時(shí)鐘周期（TC）計(jì)數(shù)，讀取計(jì)數(shù)結(jié)果NC，則周期為：Ts=Tc×Nc計(jì)數(shù)器會(huì)產(chǎn)生±1誤差，相對(duì)誤差為±1/N；2/3原則：被測(cè)信號(hào)最大幅度控制在器件或滿量程的2/3附近；周期測(cè)量的典型應(yīng)用實(shí)例—轉(zhuǎn)速傳感器利用鋼鐵材料（或其他導(dǎo)磁材料）做的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生磁通量的變化，通過故態(tài)磁性傳感元件獲得信號(hào)，可測(cè)量齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是分辨率高，頻響寬，可靠性高。內(nèi)置放大整形電路，輸出為幅度穩(wěn)定的方波信號(hào),測(cè)量轉(zhuǎn)速范圍寬(0.3Hz～10KHz)。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、交通、自控、軍用、汽車ABS、出租車記價(jià)器、火車車輪轉(zhuǎn)速、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等各個(gè)領(lǐng)域。檢驗(yàn)一下你現(xiàn)在的知識(shí)與能力實(shí)際電路與測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件：傳感器到控制電路的距離約2-4米；要求：實(shí)時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)的周期數(shù)據(jù)；問題：1、如何選擇傳感器的供電電壓；2、如何設(shè)計(jì)與傳感器的接口電路；3、如何選擇參考時(shí)鐘；4、如何規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；5、能否給出實(shí)現(xiàn)的流程與推導(dǎo)；實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮的問題何處才是系統(tǒng)的接地點(diǎn)？脈沖信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)線傳輸之后也會(huì)變形；認(rèn)真設(shè)計(jì)你的接口電路：電阻衰減施密特整形總線緩沖器隔離主控IC（FPGA或者M(jìn)CU）；根據(jù)被測(cè)信號(hào)，按照2/3原則，相對(duì)誤差為±1/N規(guī)律，合理選擇參考時(shí)鐘的周期（頻率），并兼顧常見標(biāo)稱值；以FPGA為例，設(shè)計(jì)周期測(cè)量系統(tǒng)同步去抖脈沖沿檢測(cè)與分離同步復(fù)位（同步鎖存測(cè)量結(jié)果多此累加獲得可靠平均值設(shè)計(jì)延伸（如何利用片上數(shù)據(jù)緩存？）頂層邏輯結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)累加器的行為級(jí)描述—實(shí)例modulecycle_averager_14bit(cycle_min,add_en,sync_clk,sclr,ave_out,simu_out);input[11:0] cycle_min;input add_en;input sync_clk;input sclr;output[11:0] ave_out;output[13:0] simu_out;wire[11:0] ave_out;reg[13:0] simu_out;assignave_out=simu_out[13:2];wire[13:0] cyc_int;assigncyc_int[13:12]=2'b00;assigncyc_int[11:0]=cycle_min;always@(posedgesync_clk)beginif(sclr)simu_out<=14'd0;elseif(add_en)simu_out<=simu_out+cyc_int;elsesimu_out<=simu_out;endendmodule你可以分析明白這樣的仿真結(jié)果么？時(shí)間量測(cè)量的開始小結(jié)：周期的測(cè)量;測(cè)量頻率的常見方法；測(cè)量頻率在FPGA的實(shí)現(xiàn)概述；頻率測(cè)量的典型設(shè)計(jì)；周期測(cè)量—測(cè)量?jī)蓚€(gè)時(shí)間點(diǎn)之間隔在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間，以固定的時(shí)鐘周期（TC）計(jì)數(shù)，讀取計(jì)數(shù)結(jié)果NC，則周期為：Ts=Tc×Nc計(jì)數(shù)器會(huì)產(chǎn)生±1誤差，相對(duì)誤差為±1/N；2/3原則：被測(cè)信號(hào)最大幅度控制在器件或滿量程的2/3附近；實(shí)際電路與測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件：傳感器到控制電路的距離約2-4米；要求：實(shí)時(shí)檢測(cè)脈沖信號(hào)的周期數(shù)據(jù)；問題：1、如何選擇傳感器的供電電壓；2、如何設(shè)計(jì)與傳感器的接口電路；3、如何選擇參考時(shí)鐘；4、如何規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；5、能否給出實(shí)現(xiàn)的流程與推導(dǎo)；實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮的問題脈沖信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)線傳輸之后也會(huì)變形；認(rèn)真設(shè)計(jì)你的接口電路：電阻衰減施密特整形總線緩沖器隔離主控IC（FPGA或者M(jìn)CU）；同步去抖脈沖沿檢測(cè)與分離同步復(fù)位（同步鎖存測(cè)量結(jié)果多此累加獲得可靠平均值設(shè)計(jì)延伸（如何利用片上數(shù)據(jù)緩存？）記住幾個(gè)有價(jià)值的邏輯結(jié)構(gòu)：同步去抖脈沖沿檢測(cè)與分離tco是你理解同步時(shí)序邏輯的關(guān)鍵；頂層邏輯結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)累加器的行為級(jí)描述—實(shí)例modulecycle_averager_14bit(cycle_min,add_en,sync_clk,sclr,ave_out,simu_out);input[11:0] cycle_min;input add_en;input sync_clk;input sclr;output[11:0] ave_out;output[13:0] simu_out;wire[11:0] ave_out;reg[13:0] simu_out;assignave_out=simu_out[13:2];wire[13:0] cyc_int;assigncyc_int[13:12]=2'b00;assigncyc_int[11:0]=cycle_min;always@(posedgesync_clk)beginif(sclr)simu_out<=14'd0;elseif(add_en)simu_out<=simu_out+cyc_int;elsesimu_out<=simu_out;endendmodule你可以分析明白這樣的仿真結(jié)果么？認(rèn)識(shí)一下高級(jí)萬(wàn)用表：我們認(rèn)識(shí)的還是很粗淺：見識(shí)一下專業(yè)！電子測(cè)量：永無(wú)止境認(rèn)識(shí)一下信號(hào)的頻率頻率，是單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)，是描述振動(dòng)物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁程度的量，常用符號(hào)f或v表示，單位為秒-1。為了紀(jì)念德國(guó)物理學(xué)家赫茲的貢獻(xiàn)，人們把頻率的單位命名為赫茲，簡(jiǎn)稱“赫”。每個(gè)物體都有由它本身性質(zhì)決定的與振幅無(wú)關(guān)的頻率，叫做固有頻率。頻率概念不僅在力學(xué)、聲學(xué)中應(yīng)用，在電磁學(xué)和無(wú)線電技術(shù)中也常用。交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，叫做電流的頻率。測(cè)量頻率的意義交變信號(hào)在單位時(shí)間內(nèi)的重復(fù)次數(shù)。頻率的基本單位是赫茲，符號(hào)Hz，表示每秒一個(gè)完整周期。常用單位有千赫(kHz)、兆赫(MHz)與吉赫(GHz)。多普勒效應(yīng)一種聲音盡管只有一個(gè)恒定的頻率，但是對(duì)聽者來(lái)說(shuō)，他有時(shí)卻是變化的。當(dāng)波源和聽者之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，聽者所感到的頻率改變的這種現(xiàn)象稱為多普勒現(xiàn)象。在醫(yī)學(xué)診斷、交通監(jiān)測(cè)等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用測(cè)量頻率的基本思想方法構(gòu)造“單位時(shí)間”—時(shí)基；在“時(shí)基”內(nèi)，對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；頻率的測(cè)量歸結(jié)為兩個(gè)核心問題：如何構(gòu)造時(shí)基、如何控制被測(cè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)；時(shí)基產(chǎn)生電路的基本要求標(biāo)準(zhǔn)性：“單位時(shí)間”作為計(jì)數(shù)器頻率和時(shí)間測(cè)量的本地工作基準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)具有高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度；多值性：為了適應(yīng)計(jì)數(shù)器較寬的測(cè)量范圍，要求“單位時(shí)間（時(shí)基）”可多檔選擇。常用“時(shí)基”有：1mS、10mS、100mS、1S、10S；樸素的時(shí)基原理功能：產(chǎn)生測(cè)頻時(shí)的“門控信號(hào)”（多檔閘門時(shí)間可選）及時(shí)間測(cè)量時(shí)的“時(shí)標(biāo)”信號(hào)（多檔可選）；實(shí)現(xiàn)：由內(nèi)部晶體振蕩器（也可外接），通過倍頻或分頻得到。再通過門控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得到“門控信號(hào)（時(shí)基）”；例如：若fc=1MHz,經(jīng)106分頻后，可得到fs=1Hz(周期Ts=1s)的時(shí)基信號(hào)，經(jīng)過門控雙穩(wěn)態(tài)電路得到寬度為Ts=1s的門控信號(hào)。頻率的基本分類頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的重復(fù)次數(shù)；測(cè)量頻率：固定時(shí)間段內(nèi)的