以單片機和 FPGA構成的最小係統為控製核心
，由寬帶放大模塊，比較整形模塊
，頻率、相位差測量模塊等模塊構成。在FPGA內采用等精度測頻法測出頻率和周期
，可實現對有效值為0.005V~5V，頻率範圍1Hz~35MHz 信號的頻率、周期的測量。用計數法測出相位差
，可實現對有效值0.5V~5V，頻率10Hz~100KHz 信號的相位差測量。係統功能由按鍵控製
，可對測量結果實時顯示，人機交互界麵友好，達到了較好的性能指標。

　　

在進入模擬開關zhiqian
，xuyaojinxingfengzhijianbo
，tongguocededexinhaodefuzhiquedingmonikaiguandetongdao。fengzhijianbodianlushiyouerjiguandianluhedianyagensuiqizucheng

，qigongzuoyuanliwei：當輸入電壓正半周通過時，檢波管D2導通，對電容C1充電
，直到到達其峰值。三極管的基極由單片機控製，產生10us 的高電平使電容放電，以減少前一頻率測量對後一頻率測量的影響
，提高幅值測量精度。其中D1處於常導通狀態，用以補償D2 上造成的壓降。電容C1 的取值需根據被測信號的頻率合適的選取，此電路中的二極管使用高頻二極管，可大大提高測量範圍的頻率上限。其電路圖如圖2.2 所示。

　　

為了檢測有效值0.005V~ 5V的信號（即Vp_p 為0.014V~14V）的頻率，而高頻比較器TL3116能檢測到的輸入信號的最小幅度Vp_p=0.8V，因此需要對信號進行程控放大。當測得的信號峰峰值Vp_p小於0.1V 時，設定放大倍數為120，當0.1V～1V 時設定放大倍數為10，當Vp_p大於1V時，設定放大倍數為1。以MAX309為模擬開關
，用OPA637接成一級同相放大器進行10倍增益放大。用兩級OPA637級聯進行120倍放大。其原理圖如圖上。

　　

在測頻、測周部分

，由於我們沒有帶寬由1Hz 到35MHz 的比較器
，所以采用分段處理的方法實現整個頻帶的測量
，高頻部分用TI公司的TL3116實現，低頻部分采用LM311。為抑製幹擾引起的誤翻轉，我們采取了帶正反饋的滯回比較電路的形式。

在反相輸入方式時，其正向閾值電壓，對應比較後信號的下降沿。負向閾值電平為0V，對dui應ying於yu比bi較jiao後hou信xin號hao的de上shang升sheng沿yan。故gu輸shu出chu信xin號hao的de上shang升sheng沿yan仍reng屬shu過guo零ling比bi較jiao。測ce相xiang的de兩liang路lu信xin號hao經jing過guo整zheng形xing，要yao使shi產chan生sheng的de額e外wai相xiang差cha最zui小xiao，必bi須xu保bao證zheng兩liang路lu通tong道dao參can數shu的de一yi致zhi性xing
，選xuan用yongTI 公司的雙路比較器TLC372。

 

本係統采用數字方法在FPGA 內部進行頻率和相位差的測量。其電路圖如圖2.6 所示。其中fx_h 和fx_l 分別為高頻信號和低頻信號輸入端。CH1 和CH2分別為兩路相位信號如數端。