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1. 研究目的与意义

随着科学技术的突飞猛进的发展，电子技术广泛地运用在工业、农业、交通运输、航空航天、国防建设等国民经济的诸多领域内，而电子测量技术又是电子技术中进行信息检测的重要手段，在现代科学技术中占有重要作用和地位。相位是交流信息的重要参数之一。相位差的测量电子和电力测量中经常遇到的问题，测量两路同频信号相位差在工程上有着很重要的意义。

同频信号相位差的测量在电力系统、工业自动化、智能控制及通讯、电子、地球物理勘探等许多领域都有着广泛的应用。尤其在工业领域内，相位不仅是衡量安全的重要依据之一，还可以为节约能源提供参考。因此，研究和设计低频数字式相位测量仪，将会为国民经济的发展起到推动作用和促进作用。

本课题主要研究基于fpga控制的低频数字式相位测量仪。对20hz~20khz频率范围内的信号进行相位差显示，分辨率为0.1。

2. 国内外研究现状分析

经过几十年，特别是近十几年的建设与发展，我国仪器仪表行业已经初步形成产品门类品种比较齐全，且具有一定生产规模和开发能力的产业体系，成为亚洲除日本以外第二大仪器仪表生产大国。而数字测量技术则已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的重要部分。采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升我国装备制造业水平，是当前一个很重要的发展方向。近年来，计算机软硬件及其外围设备的日益发展，以数字信号处理为核心的软件法测量技术在相位差的测量中得到了越来越多的关注，并取得了较快的，较稳步的发展。

fpga是20世纪90年代发展起来的大规模可编程逻辑硬件，随着eda技术和微电子技术的进步，fpga在超高速、实时测控方面有非常广阔的应用前景；并且fpga具有高集成度、高可靠性，几乎可将整个设计系统下载于同一芯片，从而大大缩小了电路的体积。

现在采用单片机与fpga相结合的电路实现方案，很好的发挥了fpga的运算速度快、资源丰富、编程方便等特点，并利用了单片机较强的运算、控制功能，使得整个系统规模化、硬件电路简单、使用操作方便，而且可以很好地完成该设计所要求的各项指标。

3. 研究的基本内容与计划

研究的内容 ：以altera公司的quartus ii软件为开发平台，选择超高速集成电路硬件描述语言vhdl编程设计并制作一个低频相位的测量系统频率范围为20hz~20khz输入阻抗不小于100kΩ允许两路输入正弦信号的峰峰值可分别在1~5v范围内变化相位测量绝对误差不大于2具有频率测量及数字显示功能 相位差数字显示：相位读数为-45.0~ 45.0，分辨力为0.1。两路输出的正弦信号的峰－峰值可分别在0.3~5v范围内变化。

实施计划

第4 ~5周 查阅资料准备开题报告

4. 研究创新点

本系统能够实现题目的基本部分和发挥部分的各种要求，本课题分别从硬件系统设计和软件系统设计两个方面对低频数字式测量仪进行深入研究，并具备完善的系统测试和误差分析。