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Accuracy and Precision difference

Accuracy and Precision difference

Accuracy and Precision difference (准确度与精度)

Accuracy: The degree of conformity of a final measured value, with respect to the true value as defined by accepted standard (the “truth”).(准确度:最终测量值,相对于被公认的标准定义的真实值的一致程度)

Precision: The degree of refinement in the performance of an operation, or the degree of perfection in the instrument and methods used to obtain a result, or an indication of the uniformity or reproducibility of a result. (精度:是测量操作中的精确程度,或者是用测量仪器和测量方法获取观测结果的完美程度,也可以是重复测量结果的均一的指示程度。精度和获取测量结果的操作的质量有关,它和准确度要加以区别,准确度和观测结果的质量联系起来。

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2位十进制高精度数字频率计设计

广州大学学生实验报告 实验室:电子信息楼 317EDA 2017 年 10 月 2 日 学院机电学院年级、专 业、班 电信 151 姓名苏伟强学号1507400051 实验课 程名称 可编程逻辑器件及硬件描述语言实验成绩 实验项 目名称 实验4 2位十进制高精度数字频率计设计指导老师 秦剑 一实验目的 1 熟悉原理图输入法中74系列等宏功能元件的使用方法,掌握更复杂的原理图层次化设计技术和数字系统设计方法。 2 完成2位十进制频率计的设计,学会利用实验系统上的FPGA/CPLD验证较复杂设计项目的方法。 二实验原理 1 若某一信号在T秒时间里重复变化了N 次,则根据频率的定义可知该信号的频率fs 为:fs=N/T 通常测量时间T取1秒或它的十进制时间。 三实验设备 1 FPGA 实验箱,quarteus软件 四实验内容和结果 1 2位十进制计数器设计 1.1 设计原理图:新建quarteus工程,新建block diagram/schematic File文件,绘制原理图,命名为conter8,如图1,保存,编译,注意:ql[3..0]输出的低4位(十进制的个位), qh[3..0]输出的高4位(十进制的十位) 图片11.2 系统仿真:如图2建立波形图进行波形仿真,如图可以看到完全符合设计要求,当clk输入时钟信号时,clr有清零功能,当enb高电平时允许计数,低电平禁止计数,当低4位计数到9时向高4位进1 图2 1.3 生成元件符号:File->create/updata->create symbol file for current file,保存,命名为conter8,如图3为元件符号(block symbol file 文件): 图3 2 频率计主结构电路设计 2.1 绘制原理图:关闭原理的工程,新建工程,命名为ft_top,新建原理图文件,在project navigator的file 选项卡,右键file->add file to the project->libraries->project library name添加之前conters8工程的目录在该目录下,这样做的目的是因为我们会用到里面的conters8进行原理图绘制,绘制原理图,如图4,为了显示更多的过程信息,我们将74374的输出也作为output,重新绘制了原理图,图5 图4

分辨力和分辨率的区别

1、分辨力和分辨率的区别及应用场合 分辨力是指传感器能检出被测信号的最小变化量,是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时,传感器对输入量的变化无任何反应。 例如,用满量程为20kg的机械磅秤称葡萄。指示值为1kg。您再加一颗葡萄(假设每个10克),指针不会动。加两颗,还没动静。当您加第三颗时,指针动了。那么,这台机械磅秤的分辨率为30g。原因可能有:指针的转轴生锈了等等哈。 那么这台磅秤的分辨率为30g/20kg=0.15%。并不是很差的磅秤啦。原因是,不应该用20kg的磅秤来称数量较小的物体。 那么,是不是该磅秤的绝对误差就是30g呢?不是!它的绝对误差一般地说,大于分辨力。误差的来源还有刻度误差啦,读数误差啦,零点误差啦,多拉。综合起来,就大了。 对数字仪表而言,如果没有其他附加说明,一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说,分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。例如,作业中的图1-9所示数字式温度计的分辨力为0.1℃,若该仪表的精度为1.0级,则最大绝对误差将

达到±2.0℃,比分辨力大得多。但是若没有其它附加说明,有时也可以认为分辨力就等于它的最大绝对误差。 又如,电子市场可以买到十几元的数字式万用表。那里头的电阻啦什么的元器件极差啦,误差有的达到10%。这样的元件能做出什么好东西啦?可能这台数字万用表是3,1/2的。也就是说,分辨率高达1/2000=0.05%。。如果用于测量电压,所选择的量程为10V,那么,它的它的最后一位可以被认为就是分辨力,等于0.01V=10mV,似乎误差只有10mV,好厉害,好好啦。但是我们学过检测技术的第一章后,就会明白,这种地摊货的绝对误差是很大嘀,准确度不会优于5%。也就是说,当所选择的量程为10V时,绝对误差可能达到0.5V,是分辨力的20倍。 当该数字表的示值为5V,误差可能达到±0.5V,也就是被测量的范围可能从4.5V~5.5V。从以上分析你就可以知道,商家所说的这个0.05%是万万相信不得的。 2、课后作业14页第6题第1问中说: “将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率” 光盘中提到:“仪表的最大显示值的倒数就是仪表的分辨率”,这两种说法,计算结果是一样的。但是,第一种说法比较不容易引起误会。在第二种说法中,计算

测量中的重要概念——精确度,准确度,敏感度和分辨率

测量中的重要概念——精确度,准确度,敏感度和分辨率 问题简述:在测量中经常会遇到测量精确度(accuracy)、准确度(precision)、敏感度(sensitivity)以及分辨率(resolution)的概念,它们的含义是什么,以及在何种程度上会影响到测量结果,是不是分辨率越高精确度就越好,本文就这些内容作一个探讨。 问题解答:对于精确度(accuracy)和准确度(precision),简单来说,精确度表征的是测量结果与真实值偏差的多少,准确度则是指多次测量结果的一致性如何。以下图为例,我们将测量比作打靶。精确度越高,多次测量结果取平均值就越接近真实值;准确度越高,多次测量结果越一致。 工程应用中,准确度(precision)也是一个十分重要的指标。由于实际现场存在许多不可预期因素,测量结果的精确度总是会随着时间、温度、湿度、光线强度等因素的变化而发生变化。但如果测量的准确度足够高,即测量结果的一致性较好,就可以通过一定的方式对测量结果进行校正,减小系统误差,提高精确度。 在测量系统中,分辨率(resolution)和敏感度(sensitivity)也是常见指标。以NI 的M 系列数据采集卡为例。下图是NI 6259 的部分技术参数: 可以看到,6259 模拟输入的分辨率是16 位,即采用的是16 位的ADC。那么在满量程下(-10,10V),ADC 的码宽为20/2^16=305μV ,通常我们也将该值称为1LSB(1LSB = V FSR/2N,其中V FSR为满量程电压,N 是ADC 的分辨率)。在满量程下,6259 的精确度为

1920μV。敏感度是采集卡所能感知到的最小电压变化值。它是噪声的函数。 数据采集卡可能在基准电压,可编程仪器放大器(PGIA),ADC 等处引入测量误差,如下图所示。 NI 的数据采集卡精确度遵循以下计算公式: 精确度= 读数×增益误差+ 量程×偏移误差+ 噪声不确定度 增益误差= 残余增益误差+ 增益温度系数×上次内部校准至今的温度改变+ 参考温度系数×上次外部校准至今的温度改变 偏移误差= 残余偏移误差+ 偏置温度系数×上次内部校准的温度改变+ INL_误差 可以在625X 的技术手册中查找公式中的各项参数,如下表所示: 其中增益误差主要由于放大器的非线性引起,而ADC 的分辨率主要影响INL(Integral nonlinearity)误差(积分非线性误差)。 DNL(Differential nonlinearity)误差定义(微分非线性误差)为实际量化台阶与对应于1LSB 的理想值之间的差异(见下图)。对于一个理想ADC,跳变值之间的间隔为精确的1LSB。若DNL误差指标≤1LSB,就意味着传输函数具有保证的单调性,没有丢码。当一个ADC 的数字量输出随着模拟输入信号的增加而增加时(或保持不变),就称其具有单调性,相应传输函数曲线的斜率没有变号。

高精度单片机频率计的设计

《综合课程设计》 一.数字频率计的设计 姓名:万咬春学号2005142135 一、课程设计的目的 通过本课程设计使学生进一步巩固光纤通信、单片机原理与技术的基本概念、基本理论、分析问题的基本方法;增强学生的软件编程实现能力和解决实际问题的能力,使学生能有效地将理论和实际紧密结合,拓展学生在工程实践方面的专业知识和相关技能。 二、课程设计的内容和要求 1.课程设计内容 (硬件类)频率测量仪的设计 2.课程设计要求 频率测量仪的设计 要求学生能够熟练地用单片机中定时/计数、中断等技术,针对周期性信号的特点,采用不同的算法,编程实现对信号频率的测量,将测量的结果显示在LCD 1602 上,并运用Proteus软件绘制电路原理图,进行仿真验证。 三.实验原理 可用两种方法测待测信号的频率 方法一:(定时1s测信号脉冲次数) 用一个定时计数器做定时中断,定时1s,另一定时计数器仅做计数器使用,初始化完毕后同时开启两个定时计数器,直到产生1s中断,产生1s中断后立即关闭T0和T1(起保护程序和数据的作用)取出计数器寄存器内的值就是1s内待测信号的下跳沿次数即待测信号的频率。用相关函数显示完毕后再开启T0和T1这样即可进入下一轮测量。 原理示意图如下:

实验原理分析: 1.根据该实验原理待测信号的频率不应该大于计数器的最大值65535,也就是说待测信号应小于65535Hz。 2.实验的误差应当是均与的与待测信号的频率无关。 方法二(测信号正半周期) 对于1:1占空比的方波,仅用一个定时计数器做计数器,外部中断引脚作待测信号输入口,置计数器为外部中断引脚控制(外部中断引脚为“1”切TRx=1计数器开始计数)。单片机初始化完毕后程序等待半个正半周期(以便准确打开TRx)打开TRx,这时只要INTx (外部中断引脚)为高电平计数器即不断计数,低电平则不计数,待信号从高电平后计数器终止计数,关闭TRx保护计数器寄存器的值,该值即为待测信号一个正半周期的单片机机器周期数,即可求出待测信号的周期:待测信号周期T=2*cnt/(12/fsoc) cnt为测得待测信号的一个正半周期机器周期数;fsoc为单片机的晶振。所以待测信号的频率f=1/T。 原理示意图如下: 实验原理分析: 1.根据该实验原理该方法只适用于1:1占空比的方波信号,要测非1:1占空比的方波信号 2.由于有执行f=1/(2*cnt/(12/fsoc))的浮点运算,而数据类型转换时未用LCD 浮点显示,故测得的频率将会被取整,如1234.893Hz理论显示为1234Hz,测 得结果会有一定程度的偏小。也就是说测量结果与信号频率的奇偶有一定关 系。 3.由于计数器的寄存器取值在1~65535之间,用该原理时,待测信号的频率小于单片机周期的1/12时,单片机方可较标准的测得待测信号的正半周期。故用 该原理测得信号的最高频率理论应为fsoc/12 如12MHZ的单片机为1MHz。 而最小频率为f=1/(2*65535/(12/fsoc))如12MHZ的单片机为8Hz。 四.实验内容及步骤 1. 仿真模型的构建 数字方波频率计的设计总体可分为两个模块。一是信号频率测量,二是将测得的频率数据显示在1602液晶显示模块上。因此可搭建单片机最小系统构建构建频率计的仿真模型。原理图,仿真模型的总原理图如下:

计算机毕业论文_基于FPGA的等精度频率计的设计与实现

目录 前言...............................................................1 第一章 FPGA及Verilog HDL..........................................2 1.1 FPGA简介.....................................................2 1.2 Verilog HDL 概述.............................................2 第二章数字频率计的设计原理........................................3 2.1 设计要求.....................................................3 2.2 频率测量.....................................................3 2.3.系统的硬件框架设计..............................................4 2.4系统设计与方案论证............................................5 第三章数字频率计的设计............................................8 3.1系统设计顶层电路原理图........................................8 3.2频率计的VHDL设计.............................................9 第四章软件的测试...............................................15 4.1测试的环境——MAX+plusII.....................................15 4.2调试和器件编程...............................................15 4.3频率测试.....................................................16

像素和分辨率有什么不同

像素 译自英文Pixel,图像元素(Picture element)的简称,是单位面积中构成图像的点的个数。每个像素都有不同的颜色值。单位面积内的像素越多,分辨率越高,图像的效果就越好。像素有时被简称为pel(picture element的缩写)。 数码相机的像素分为最大像素数和有效像素数。 最大像素: 英文名称为Maximum Pixels,所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片,在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法,在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。 在市面上,有一些商家会标明经硬件插值可达XXX像素,这也是相同的原理,只不过在图像的质量和感光度上,以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。 最大像素,也直接指CCD/CMOS感光器件的像素,一些商家为了增大销售额,只标榜数码相机的最大像素,在数码相机设置图片分辨率的时候,的确也有拍摄最高像素的分辨率图片,但是,用户要清楚,这是通过数码相机内部运算而得出的值,再打印图片的时候,其画质的减损会十分明显。 有效像素: 有效像素数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同,有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的数值是感光器件的真实像素,这个数据通常包含了感光器件的非成像部分,而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。以美能达的DiMAGE7为例,其CCD像素为524万(5.24Megapixel),因为CCD有一部分并不参与成像,有效像素只为490万。 数码图片的储存方式一般以像素(Pixel)为单位,每个象素是数码图片里面积最小的单位。像素越大,图片的面积越大。要增加一个图片的面积大小,如果没有更多的光进入感光器件,唯一的办法就是把像素的面积增大,这样一来,可能会影响图片的锐力度和清晰度。所以,在像素面积不变的情况下,数码相机能获得最大的图片像素,即为有效像素。 用户在购买数码相机的时候,通常会看到商家标榜最大像素达到XXX和有效像素达到XXX,那用户应该怎样选择呢?在选择数码相机的时候,应该注重看数码相机的有效像素是多少,有效像素的数值才是决定图片质量的关键。 数码相机的像素设置与冲印照片尺寸对照表: 部分数码相机的像素设置与可冲印最佳照片尺寸对照表,可以根据自己希望冲印照片的

等精度数字频率计的设计

等精度数字频率计的设计 李艳秋 摘要 基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低,在实用中有很大的局限性,而等精度频率计不但有较高的测量精度,而且在整个测频区域内保持恒定的测试精度。运用等精度测量原理,结合单片机技术设计了一种数字频率计,由于采用了屏蔽驱动电路及数字均值滤波等技术措施,因而能在较宽定的频率范围和幅度范围内对频率,周期,脉宽,占空比等参数进行测量,并可通过调整闸门时间预置测量精度。选取的这种综合测量法作为数字频率计的测量算法,提出了基于FPGA 的数字频率计的设计方案。给出了该设计方案的实际测量效果,证明该设计方案切实可行,能达到较高的频率测量精度。 关键词等精度测量,单片机,频率计,闸门时间,FPGA Ⅱ

ABSTRACT Along with is measured based on the traditional frequency measurement principle frequency meter measuring accuracy the signalling frequency the drop but to reduce, in is practical has the very big limitation, but and so on the precision frequency meter not only has teaches the high measuring accuracy, moreover maintains the constant test precision in the entire frequency measurement region. Using and so on the precision survey principle, unified the monolithic integrated circuit technical design one kind of numeral frequency meter, because has used the shield actuation electric circuit and technical measure and so on digital average value filter, thus could in compared in the frequency range and the scope scope which the width decided to the frequency, the cycle, the pulse width, occupied parameter and so on spatial ratio carries on the survey, and might through the adjustment strobe time initialization measuring accuracy. Selection this kind of synthesis measured the mensuration took the digital frequency meter the survey algorithm, proposed based on the FPGA digital frequency meter design proposal. Has produced this design proposal actual survey effect, proved this design proposal is practical and feasible, can achieve the high frequency measurement precision Keywords Precision survey, microcontroller, frequency meter, strobe time,field programmable gate array Ⅱ

公差与配合标准表

公差与配合(摘自GB1800~1804-79)1.基本偏差系列及配合种类 .2.标准公差值及孔和轴的极限偏差值 基本尺寸 mm 公差等级 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 >6~10 >10~18 >18~30 >30~50 >50~80 >80~120 >120~180 >180~250 >250~315 >315~400 >400~500 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 9 11 13 16 19 22 25 29 32 36 40 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 150 180 210 250 300 350 400 460 520 570 630

孔的极限差值(基本尺寸由大于10至315mm)μm

轴的极限偏差(基本尺寸由于大于10至315mm)

公差带级 >10~18>18~30 >30~50 >50~80 >80~120>120~180 >180~250>250~315 K 5 +9 +1 +11 +2 +13 +2 +15 +2 +18 +3 +21 +3 +24 +4 +27 +4 ▼6 +12 +1 +15 +2 +18 +2 +21 +2 +25 +3 +28 +3 +33 +3 +36 +4 7 +19 +1 +23 +2 +27 +2 +32 +2 +38 +3 +43 +3 +50 +4 +56 +4 M 5 +15 +7 +17 +8 +20 +9 +24 +11 +28 +13 +33 +15 +37 +17 +43 +20 6 +18 +7 +21 +8 +25 +9 +30 +11 +35 +13 +40 +15 +46 +17 +52 +20 7 +25 +7 +29 +8 +34 +9 +41 +11 +48 +13 +55 +15 +63 +17 +72 +20 N 5 +20 +12 +24 +15 +28 +17 +33 +22 +38 +23 +45 +27 +51 +31 +57 +34 ▼6 +23 +12 +28 +15 +33 +17 +39 +20 +45 +23 +52 +27 +60 +31 +66 +34 7 +30 +12 +36 +15 +42 +17 +50 +20 +58 +23 +67 +27 +77 +31 +86 +34 p 5 +26 +18 +31 +22 +37 +26 +45 +32 +52 +37 +61 +43 +70 +50 +79 +56 ▼6 +29 +18 +35 +22 +42 +26 +51 +32 +59 +37 +68 +43 +79 +50 +88 +56 7 +36 +18 +43 +22 +51 +26 +62 +32 +72 +37 +83 +43 +96 +50 +108 +56 注:标注▼者为优先公差等级,应优先选用。 形状和位置公差(摘自GB1182~1184-80) 形位公差符号 分类形状公差位置公差 项目直线 度 平面 度 圆度 圆柱 度 平行 度 垂直 度 倾斜 度 同轴 度 对称 度 位置 度 圆跳 动 全跳动 符号

ps的分辨率与像素的区别

1 分辨率 分辨率跟文件尺寸是相对的,在一个固定的图片中(特指位图),尺寸越小相对的像素就越大,也就是感觉越清晰。尺寸调的越大像素就会越小,就会很模糊。也就是说像素越大,图片的精度就越大。也就是大尺寸的照片缩成小尺寸为什么会变的不清楚的原因。相片最好用高精度输出(所谓的输出就是拍照的相机)。 最后说一点,一个图他的原始分辨率如果本来就不高,那么你怎么修改它的分辨率也不会比原来更清晰到哪里去。这是“先天”原因! 在这里提醒一下修改分辨率是让照片变清晰的一种方法哦。但是也 是要有相知的哦。 2 像素 分辨率是像素的密度,单位一般是像素\英寸,如果是100,表示1英寸的距离有100个像素 假设一个图片长100个像素,宽100个像素,图片大小是一英寸x,分辨率就是100像素除以1英寸等于100像素/英寸,简称分辨率100,如果在像素不变的情况下降图片大小放大为2英寸x2英寸,分辨率 就是100像素除以2英寸等于50 72像素/英寸的图片如果输出打印的话你做/照的图尺寸多大,打印出来就有多大。但是如果你想打印的更大的话就会非常模糊了 但是在300像素/英寸的情况下你可以放大图像直到300-72之间,图像都不会出现模糊。 这个是photoshop中设置的图像的分辨率。会影响到图像的打印效果。

厘米是公制单位,英寸是英制单位,1英寸=2.54厘米。 即是说,72像素/英寸=28.346像素/厘米 在实际使用中,根椐用户使用的尺寸单位来制定。在不须要打印的情况下并没有区别。 补充: 每单位的像素越多,打印的效果就越好,前提是要打印机或者印刷机能够支持较大的分辨率。 300像素/厘米的效果要好于300像素/英寸。 问题区: 1 网页作图ps分辨率:72 2需要打印出来的图片分辨率:300 3 用PS将图片做的清晰分明些,可以调整色阶曲线或用图层叠加的方法使图片明亮干净些,然后再用下锐化。 4 ps的分辨率是多少? 最大300000*300000像素 最小1*1

分辨率与精度

分辨率与精度的区别 2010-10-07 10:28:37 很多人对于精度和分辨率的概念不清楚,这里我做一下总结,希望大家不要混淆。 我们搞编码器制做和销售的,经常跟“精度”与“分辨率”打交道,这个问题不是三言两语能搞得清楚的,在这里只作抛砖引玉了。 简单点说,“精度”是用来描述物理量的准确程度的,而“分辨率”是用来描述刻度划分的。从定义上看,这两个量应该是风马牛不相及的。(是不是有朋友感到愕然^_^)。很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻:有这么一把常见的塑料尺(中学生用的那种),它的量程是10厘米,上面有100个刻度,最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米,或者量程的1%;而它的实际精度就不得而知了(算是0.1毫米吧)。当我们用火来烤一下它,并且把它拉长一段,然后再考察一下它。我们不难发现,它还有有100个刻度,它的“分辨率”还是1毫米,跟原来一样!然而,您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么?(这个例子是引用网上的,个人觉得比喻的很形象!) 所以在这里利用这个例子帮大家把这两个概念理一下,以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了,而不是将精度理解为分辨率。呵呵,希望对大家有用!^_^ 加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数,对尺寸而言,就是平均尺寸;对表面几何形状而言,就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等;对表面之间的相互位置而言,就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量,等级值越小,其精度越高;加工误差用数值表示,数值越大,其误差越大。加工精度高,就是加工误差小,反之亦然。 任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确,从零件的功能看,只要加工误差在零件图要求的公差范围内,就认为保证了加工精度。 机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量,零件加工质量包含零件加工精度和表面质量两大部分。 机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低,误差越小加工精度越高。 加工精度包括三个方面内容: 尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。 形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。 位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想 精度就是结果值与结果真值的差值。 精度Accuracy 观测结果、计算值或估计值与真值(或被认为是真值)之间的接近程度。每一种物理量要用数值表示时,必须先要制定一种标准,并选定一种单位(unit)。标准及单位的制定,是为了沟通人与人之间对于物理现象的认识。这种标准的制定,通常是根据人们对于所要测量的物理量的认识与了解,并且要考虑这标准是否容易复制,或测量的过程是否容易操作等实际问题。由

等精度数字频率计的设计

等精度数字频率计的设计 (Design of equal precision digital frequency meter)作者:李欢(电子工程学院光信息科学与技术 1103班) 指导教师:惠战强 摘要:伴随着集成电路(IC)技术的发展,电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段,已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电系统或电子产品自动化设计的技术,它与电子技术、微电子技术的发展密切相关,它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果,以高性能的计算机作为工作平台,促进了工程发展。 数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛应用于航天、电子、测控等领域。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定,不随所测信号的变化而变化的特点。本文首先综述了EDA技术的发展概况,FPGA/CPLD开发的涵义、优缺点,VHDL语言的历史及其优点,然后介绍了频率测量的一般原理。 关键字:电子设计自动化;VHDL语言;频率测量;数字频率计 Abstract The Electronic Design Automation (EDA) technology has become an important design method of analog and digital circuit system as the integrated circuit's growing. The EDA technology, which is closely connected with the electronic technology, microelectronics technology and computer science, can be used in designing electronic product automatically. Digital frequency meter is a basic measuring instruments. It is widely used in aerospace, electronics, monitoring and other fields. With equal precision frequency measurement accuracy to maintain a constant, and not with the measured signal varies.We firstly present some background information of EDA, FPGA/CPLD and VHDL;then introduced the general principle of frequency measurement. Keywords: Electronic Design Automation,VHDL, Frequency measurement,digital frequency meter.

AD精度和分辨率的区别

最近做了一块板子,当然考虑到元器件的选型了,由于指标中要求精度比较高,所以对于AD的选型很慎重。很多人对于精度和分辨率的概念不清楚,这里我做一下总结,希望大家不要混淆。我们搞电子开发的,经常跟“精度”与“分辨率”打交道,这个问题不是三言两语能搞得清楚的,在这里只作抛砖引玉了。 简单点说,“精度”是用来描述物理量的准确程度的,而“分辨率”是用来描述刻度划分的。从定义上看,这两个量应该是风马牛不相及的。(是不是有朋友感到愕然^_^)。很多卖传感器的JS就是利用这一点来糊弄人的了。简单做个比喻:有这么一把常见的塑料尺(中学生用的那种),它的量程是10厘米,上面有100个刻度,最小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米,或者量程的1%;而它的实际精度就不得而知了(算是0.1毫米吧)。当我们用火来烤一下它,并且把它拉长一段,然后再考察一下它。我们不难发现,它还有有100个刻度,它的“分辨率”还是1毫米,跟原来一样!然而,您还会认为它的精度还是原来的0.1毫米么?(这个例子是引用网上的,个人觉得比喻的很形象!) 回到电子技术上,我们考察一个常用的数字温度传感器:AD7416。供应商只是大肆宣扬它有10位的AD,分辨率是1/1024。那么,很多人就会这么欣喜:哇塞,如果测量温度0-100摄氏度,100/1024……约等于0.098摄氏度!这么高的精度,足够用了。但是我们去浏览一下AD7416的数据手册,居然发现里面赫然写着:测量精度0.25摄氏度!所以说分辨率跟精度完全是两回事,在这个温度传感器里,只要你愿意,你甚至可以用一个14位的AD, 获得1/16384的分辨率,但是测量值的精度还是0.25摄氏度^_^ AD的参考电压为VREF,则AD理论上能测到的最小电压值为分辨率*VREF。实际上还跟精度有关系。 所以很多朋友一谈到精度,马上就和分辨率联系起来了,包括有些项目负责人,只会在那里说:这个系统精度要求很高啊,你们AD的位数至少要多少多少啊…… 其实,仔细浏览一下AD的数据手册,会发现跟精度有关的有两个很重要的指标:DNL和INL。似乎知道这两个指标的朋友并不多,所以在这里很有必要解释一下。 DNL:DifferencialNonLiner——微分非线性度 INL:IntergerNonLiner——积分非线性度(精度主要用这个值来表示) 他表示了ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值,和真实值之间误差最大的那一点的误差值。也就是,输出数值偏离线性最大的距离。单位是LSB(即最低位所表示的量)。 当然,像有的AD如△—∑系列的AD,也用Linearity error 来表示精度。 为什么有的AD很贵,就是因为INL很低。分辨率同为12bit的两个ADC,一个INL=±3LSB,而一个做到了±1.5LSB,那么他们的价格可能相差一倍。 所以在这里帮大家把这两个概念理一下,以后大家就可以理直气壮的说精度和分辨率了,而不是将精度理解为分辨率。呵呵,希望对大家有用!^_^

基于FPGA的等精度频率计

光电与通信工程学院课程设计报告书 课设名称:等精度频率计 年级专业及班级: 姓名: 学号:

一、课程设计目的 1、进一步熟悉 Quartus Ⅱ的软件使用方法,熟悉 keil 软件使用; 2、熟悉单片机与可编程逻辑器件的开发流程及硬件测试方法; 3、掌握等精度频率计设计的基本原理。 4、掌握独立系统设计及调试方法,提高系统设计能力。 实验设备 EDA最小系统板一块(康芯)、PC机一台、示波器一台、信号发生器一台、万用表一个。 二、设计任务 利用单片机与FPGA设计一款等精度频率计,待测脉冲的检测及计数部分由FPGA实现,FPGA的计数结果送由单片机进行计算,并将最终频率结果显示在数码管上。要求该频率计具有较高的测量精度,且在整个频率区域能保持恒定的测试精度,具体指标如下: a)具有频率测试功能:测频范围 100Hz~5MHz。测频精度:相对误差恒为基准频率的万分之一。 b)具有脉宽测试功能:测试范围 10μs~1s,测试精度:0.1μs。 c)具有占空比测试功能:测试精度1%~99%。 d)具有相位测试功能。 (注:任务a 为基本要求,任务 b、c、d 为提高要求) 三、基本原理 基于传统测频原理的频率计的测量精度将随被测信号频率的下降而降低,在实用中有较大的局限性,而等精度频率计不但具有较高的测量精度,而且在整个频率区域能保持恒定的测试精度。 3.1 等精度测频原理 等精度频率计主控结构如图 1 所示

预置门控信号 CL 选择为 0.1~1s 之间(通过测试实验得出结论:CL 在这个 范围内选择时间宽度对测频精度几乎没有影响)。BZH 和 TF 分别是 2 个高速计数器,BZH 对标准频率信号(频率为 Fs)进行计数,设计数结果为 Ns;TF 对被测信号(频率为Fx)进行计数,计数结果为 Nx,则有 MUX64-8 模块并不是必须的,可根据实际设计进行取舍。分析测频计测控时序,着重分析 START的作用,完成等精度频率计设计。 3.2 FPGA 模块 FPGA模块所要完成的功能如图 1 所示,由于单片机的速度慢,不能直接测量高频信号,所以使用高速 FPGA 为测频核心。100MHZ 的标准频率信号由FPGA 内部的 PLL 倍频实现,待测信号 TCLK 为方波,由信号发生器给出待测方波信号(注意:该方波信号带有直流偏置,没有负电压,幅值3.3V)。预制

示波器的垂直精度与垂直分辨率

广州致远电子股份有限公司 示波器的垂直精度与垂直分辨率 示波器的垂直世界 类别 内容 关键词 垂直精度、垂直分辨率 摘 要 示波器的垂直精度与垂直分辨率解析

修订历史

目录 1. 概述 (1) 1.1垂直精度 (1) 1.2垂直分辨率解析 (1) 1.3算法提高分辨率 (1) 1.3.1几个基本概念 (1) 1.3.2平均算法 (2) 1.3.3高分辨率算法 (3) 2. 小结 (4) 3. 免责声明 (5)

1. 概述 数字存储示波器与万用表相比,测量电压到底是谁更准确呢?当然是万用表,但是为什么大家还会经常使用示波器来进行测量呢? 1.1 垂直精度 提到测量问题,就会涉及到测量精度。用数字存储示波器测量模拟波形第一步就是用ADC将连续的模拟波形信号转换成量化的数字信号,最常用的是8位ADC,也就说对于任何一个波形值都是用256个0和1来重组。 当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,一般情况下得到的测量结果是不一样的,事实上,它涉及到垂直精度的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有8格,则其垂直精度分别为(500mV*8)/256=15.625 mV,也就是小于15.625 mV 的电压不会准确测量出来,测量同一个信号,在垂直档位为50mV/div的情况下,即(50mV*8)/256=1.5625 mV,垂直精度就达到了1.5625 mV,小于该垂直精度的电压值是不能测量出来的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,只能说ADC的位数越高,量化误差就会越小,但它只能无限减小,并不能消除。 所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。 图1.1 垂直精度示意图 1.2 垂直分辨率解析 我们通常用示波器的垂直分辨率来描述数字示波器中ADC的位数,即位数越高,垂直分辨率越高,该分辨率由硬件决定,一旦确定无法改变。而示波器整个系统的有效位数(ENOB)形成的分辨率与前者不同,它可以由8位变为12位,甚至16位! 示波器整个系统的有效位数(ENOB),它限制着测量系统区分和表示小信号的能力,该能力用噪声失真比(SINAD)表示,其值越大代表信号的噪声干扰越小,有效位数(ENOB)与噪声失真比(SINAD)之间的关系为: SINAD(噪声失真比,单位:dB)=6.02* ENOB(有效位数)+1.76 根据该数学关系式可知,SINAD(噪声失真比)大约每增加6 dB,ENOB(有效位数)就能增加1bit。所以提高信噪比,就能提高所谓的系统等效分辨率。 但是只要ADC位数不变,无论怎样提高所谓的分辨率归根结底都是对ADC采样后的数据进行数字信号处理,最终只能是在“软件”上提高了分辨率,并不能达到硬件上实现的性能,因为软件算法提高分辨率会产生副作用,影响采样率等关键指标,波形显示可能会发生失真现象等等。 1.3 改善等效分辨率 示波器都是如何通过改变算法来实现提高分辨率的呢? 1.3.1 几个基本概念 我们将ADC转换成的离散数字信号称为采样点,相邻采样点之间的时间称为采样时间

等精度数字频率计的设计与实现

FPGA/SOPC课程设计报告书 课题名称:等精度数字频率计的设计与实现 姓名: 学号: 院系:电子与信息工程系 专业:电子信息工程 指导教师: 时间:2012年6月

课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表

课程设计报告书目录 设计报告书目录 一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (1) 3.1、系统方案论证 (1) 3.2、模块电路设计 (3) 四、系统调试与结果 (4) 五、主要元器件与设备 (6) 六、课程设计体会与建议 (6) 6.1、设计体会 (6) 6.2、设计建议 (7) 七、参考文献 (7)

一、设计目的 1、熟悉DE2_70电路板的引脚安排。 2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。 3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解等精度数字频率计的组成及工作原理。 5、熟悉等精度数字频率计的设计与制作。 二、设计思路 1、设计测量计算频率电路。 2、设计译码显示电路。 三、设计过程 3.1、系统方案论证 等精度测频的实现方法可简化为如图1 所示的框图。图中CNT l和CNT2 是两个可控计数器, 标准频率( fs ) 信号从CN Tl的时钟输入端CLK 输入, 经整 形后的被测信号( fx ) 从CNT 2 的时钟输入端CLK输入。每个计数器中的CEN 输入端为使能端, 用来控制计数器计数。当预置闸门信号为高电平( 预置时间开始) 时, 被测信号的上升沿通过D触发器的输入端, 同时启动两个计数器计数; 同样, 当预置闸门信号为低电平( 预置时间结束) 时, 被测信号的上升沿通过 D触发器的输出端, 使计数器停止计数。 图1 等精度数字频率计设计原理

AD精确度和分辨率

ADC制造商在数据手册中定义ADC性能的方式令人困惑,并且可能会在应用开发中导致错误的推断。最大的困惑也许就是“分辨率”和“精确度”了——即Resolution和Accuracy,这是两个不同的参数,却经常被混用,但事实上,分辨率并不能代表精确度,反之亦然。本文提出并解释了ADC“分辨率”和“精确度”,它们与动态范围、噪声层的关系,以及在诸如计量等应用中的含义。 ADC动态范围,精确度和分辨率 动态范围被定义为系统可测量到的最小和最大信号的比例。 最大信号可为峰间值,零到峰(Zero-to-Peak)值或均方根(RMS)满量程。其中任何一个都会给出不同值。例如,对于一个1V正弦波来说: 峰间(满量程)值=2V 零到峰值=1V RMS满量程=0.707×峰值振幅=0.707×1V=0.707V 最小信号通常为RMS噪声,这是在未应用信号时测量的信号的均方根值。测量得到的RMS 噪声级别将取决于测量时使用的带宽。每当带宽翻倍,记录的噪声将增长1.41或3dB。 因此,一定要注意动态范围数字始终与某个带宽相关,而后者通常未被指定,这使记录的值变得没有意义。 器件的信噪比(SNR)和动态范围多数时候被定义为同一个值,即: 动态范围=SNR =RMS满量程/RMS噪声 并且经常使用dB作为单位,即 动态范围(dB) =SNR(dB) =20*Log10 (RMS满量程/RMS噪声) 与使用RMS满量程相反,一些制造商为了使图表看上去更漂亮,引用零到峰或峰间值,这使得最终的动态范围或SNR增加了3dB或9dB,因此我们需要仔细研究规范以避免误解。 在讨论ADC性能时,分辨率和精确度是经常被混用的两个术语。一定要注意,分辨率并不能代表精确度,反之亦然。 ADC分辨率由数字化输入信号时所使用的比特数决定。对于16位器件,总电压范围被表示为216 (65536)个独立的数字值或输出代码。因此,系统可以测量的绝对最小电平表示为1比特,或ADC电压范围的1/65536。 A/D转换器的精确度是指对于给定模拟输入,实际数字输出与理论预期数字输出之间的接近度。换而言之,转换器的精确度决定了数字输出代码中有多少个比特表示有关输入信号的有用信息。

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