高速隔离计数器的研制

• 作 者: 王磊
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 高速 隔离 FPGA 计数器

本论文对高速隔离计数器进行了研究。该模块基于PXI总线,PXI计数器模块是国防科工委重点预研项目“PXI总线测试系统国产化”的一个子项目。它可以广泛应用于频率测量,周期测量等场合。本文在参阅了大量技术参考文献的基础上,通过对国内外PXI计数器发展情况的调研及对用户需求的分析,确定了模块的总体方案。本文对计数器的主要功能之一,频率测量方法进行了分析,提出采用闸门时间修正法进行测频,降低了量化误差的影响。在计数器功能的实现上采用FPGA(Field Programmable Gate Array),利用Verilog HDL(Hardware Description Language)语言编写了各个功能模块,不仅使整个设计更加紧凑、稳定且可靠,而且可以根据实际的任务要求,在无需改变硬件电路板的情况下,通过修改硬件描述语言程序,即可修改电路功能。在通道电路设计上,采用了隔直电路,提高了抗直流干扰的能力。使用了高性能的隔离电源、磁隔离芯片和光电耦合器,实现了对计数器的完全隔离,起到了很好的抗干扰效果和电气隔离作用,可以实现数据高速传播。此外,本文还对测量误差进行了分析。在模块的软件设计中,利用Lab Windows/CVI作为软件开发平台编制了符合VPP规范的软面板。本文对PXI计数器的各项功能进行了功能仿真和时序仿真,并对其进行了调试和测试,测试结果表明:模块设计方案合理、各项功能与指标均满足设计要求。