基于CPLD的精密時(shí)差信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)研究和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、精密時(shí)差信號(hào)處理是利用時(shí)間在非門傳輸中的延時(shí)特性來(lái)測(cè)量時(shí)間間隔，從而計(jì)算出時(shí)差信號(hào)，它具有精度高、消耗硅圓面積少、設(shè)計(jì)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于多種工業(yè)計(jì)量場(chǎng)合。
　　 本文首先詳細(xì)介紹了精密時(shí)差信號(hào)處理的基本原理，在借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的精密時(shí)差信號(hào)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了非門振蕩延遲法系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)硬件和軟件的功能，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)超聲波流量計(jì)、熱量計(jì)的設(shè)計(jì)之中。考慮到該非門振蕩延遲法要適用于不同工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，本

2、文著重討論和解決了以下方面的問(wèn)題。
　　 對(duì)于適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的問(wèn)題：本文設(shè)計(jì)的精密時(shí)差信號(hào)處理系統(tǒng)分辨率達(dá)到250ps，時(shí)間測(cè)量長(zhǎng)度達(dá)9999s，可適用于絕大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用，且該精密時(shí)差信號(hào)處理系統(tǒng)是基于CPLD設(shè)計(jì)的，可根據(jù)不同工業(yè)場(chǎng)合的需要進(jìn)行實(shí)時(shí)裁剪，有利于降低系統(tǒng)成本。
　　 對(duì)于系統(tǒng)測(cè)量分辨率、穩(wěn)定性、可靠性的問(wèn)題：采用非門延遲法，提高系統(tǒng)測(cè)量分辨率；采用自動(dòng)濾波方法，去除錯(cuò)誤測(cè)量結(jié)果，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；采用C

3、PLD集成化設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)集成度，增加系統(tǒng)可靠性。
　　 對(duì)于系統(tǒng)的精度和測(cè)量范圍的問(wèn)題：系統(tǒng)采用定時(shí)校準(zhǔn)技術(shù)，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)系統(tǒng)因溫度變化產(chǎn)生的分辨率漂移問(wèn)題，使系統(tǒng)保持穩(wěn)定的測(cè)量精度。對(duì)于測(cè)量范圍，可通過(guò)增加計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度達(dá)到測(cè)量范圍要求。
　　 對(duì)于系統(tǒng)功耗的問(wèn)題：采用CPLD器件中的低功耗系列，降低硬件方面的功耗；采用電源管理方法，在不進(jìn)行時(shí)差測(cè)量或校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)關(guān)閉振蕩測(cè)量電路，采用動(dòng)態(tài)配置工作頻率和低功耗的操作模式，