基于FPGA的高精度频率线性F/V转换系统设计

、117 kbit片上RAM、26乘法器、2PLL，满足系统需求。

FPGA的主要工作是除法运算，当计数器给出被测信号单个周期内的高频时钟数N，取预存在FPGA中的转换系数做除法运算;再对除法的结果值作M位截位，送外部M位D/A转换器转换，则得到相应的电压值。FPGA内部电路结构如图7所示。

4 系统测试

选择高频时基信号f基对输入信号f的周期计数，得到计数值N，依据线性转换关系，得到F/V的转换如式(1)所示。式中，M是外部D/A转换器的位数，f量是输入脉冲信号的量程即3 000 Hz。

根据式(1)得到的测试结果如表1所示。输入脉冲信号频率范围10～3 000 Hz，D/A芯片采用DAC7551，12 bit精度，采用Q8定点运算保证转换精度。

5 结束语

目前在测量领域，脉冲信号既可作为已知的激励信号，又可作为未知的被测信号。作为未知的被测信号，对其参数测试越显重要。文中设计的F/V转换器采用以FPGA为核心的模块化设计方法，具有测试参数灵活配置、硬件电路简单、容易实现、测频范围宽、转换精度高等特点。根据系统需求，可灵活配置系统的参数。增加时基频率、选用精度更高的D/A转换芯片、增大Q运算的阶数都可以实现更高精度的F/V转换。与传统实现方法相比，灵活性、测频精度、转换精度都得到了大幅提升。