[發(fā)明專利]一種進行多通道數(shù)字頻率測量的方法及FPGA裝置

無效

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• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102749510A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雙凱;劉濤;施維岳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01R23/10
• 分類號: G01R23/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 郭智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器數(shù)字檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種進行多通道數(shù)字頻率測量的方法及FPGA裝置。

背景技術(shù)

多通道數(shù)字頻率計在天文學、物理學以及生物醫(yī)學等許多領(lǐng)域均有應(yīng)用，作為石油儀器的檢測設(shè)備在石油石化行業(yè)中也具有很大的應(yīng)用空間。隨著石油儀器設(shè)備自主研發(fā)的深入，國內(nèi)適用井下工作環(huán)境的壓力計、溫度計等傳感器產(chǎn)品快速發(fā)展，同時對相應(yīng)的石油儀器檢測設(shè)備需求也大幅增加，由于市場缺乏配套的檢測設(shè)備造成國產(chǎn)石油儀器成品檢驗效率低下。

多通道數(shù)字頻率計作為石油儀器的檢測設(shè)備在石油石化行業(yè)中應(yīng)用市場尤為寬廣。以往我國石油石化領(lǐng)域中的高精尖儀器設(shè)備主要依賴進口國外石油儀器生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品，往往是價格昂貴，大幅度的增加了生產(chǎn)成本。隨著近幾年國家關(guān)于研發(fā)我國自主知識產(chǎn)權(quán)的鼓勵政策出臺，加大自主研發(fā)石油儀器設(shè)備的投入，帶動起國內(nèi)井下耐高溫耐高壓高精度壓力、溫度計等井下儀器研發(fā)領(lǐng)域的快速發(fā)展，因此，對于相應(yīng)的石油儀器檢測設(shè)備的需求也大幅增加，由于市場相關(guān)配套的檢測設(shè)備匱乏造成國產(chǎn)石油儀器成品檢驗的效率低下。較之其他多通道數(shù)字頻率計實現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)存在一種多通道數(shù)字頻率計，其為使用整型電路，通過閘門電路、計時器、單片機等技術(shù)實現(xiàn)多通道數(shù)字頻率計的技術(shù)方案，但其為定制電路，存在成本高，而門電路數(shù)目有限的缺點。

綜上可見，如何以較低成本實現(xiàn)多通道數(shù)字頻率計，這是目前亟待解決的一個技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種進行多通道數(shù)字頻率測量的方法及FPGA裝置，以提供一種以較低成本實現(xiàn)多通道數(shù)字頻率計的技術(shù)實現(xiàn)方案。

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種進行多通道數(shù)字頻率測量的方法，所述進行多通道數(shù)字頻率測量的方法包括：

通過現(xiàn)場可編程門陣列FPGA獲取多通道被測儀器的測量信號；

利用所述FPGA中的頻率計數(shù)模塊對所述測量信號進行計數(shù)測量，獲取測量結(jié)果；

將所述測量結(jié)果上報給上位機。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述通過現(xiàn)場可編程門陣列FPGA獲取多通道被測儀器的測量信號之前，所述方法還包括：利用所述FPGA中的譯碼模塊獲取測量控制命令；根據(jù)所述測量控制命令控制多通道輸入通道進行選定導通，以獲取多通道被測儀器的測量信號。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述利用所述FPGA中的頻率計數(shù)模塊對所述測量信號進行計數(shù)測量之前，所述方法還包括：利用所述FPGA中的中值濾波模塊對獲取的所述測量信號進行濾波處理，以去除信號噪聲。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述利用所述FPGA中的中值濾波模塊對獲取的所述測量信號進行濾波處理，包括：利用所述FPGA中的中值濾波模塊，通過數(shù)字邏輯電路，采用中值濾波方法對獲取的所述測量信號進行濾波處理。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述采用中值濾波方法對獲取的所述測量信號進行濾波處理，包括：以7位測量數(shù)據(jù)組成一滑動窗口，并以時鐘上升沿為中值計算的觸發(fā)事件，每當時鐘上升沿觸發(fā)時，將輸入端口的二進制值0或1置入滑動窗口的最高位，然后將數(shù)組中7個二進制數(shù)進行多數(shù)判決：若結(jié)果大于半數(shù)，則輸出端口輸出1；如小于表決數(shù)的一半，則輸出端口輸出0；每一次判決完成后，整個滑動窗口向前滑動一位，以等待下一次時鐘的上升沿觸發(fā)事件。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種進行多通道數(shù)字頻率測量的FPGA裝置，所述進行多通道數(shù)字頻率測量的FPGA裝置包括：

頻率計數(shù)模塊，用于通過FPGA獲取多通道被測儀器的測量信號，并對所述測量信號進行計數(shù)測量，獲取測量結(jié)果；

串口通信模塊，用于將所述測量結(jié)果上報給上位機。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述進行多通道數(shù)字頻率測量的FPGA裝置還包括：譯碼模塊和控制器模塊，在所述頻率計數(shù)模塊通過FPGA獲取多通道被測儀器的測量信號之前，所述譯碼模塊獲取所述控制器模塊測量控制命令，根據(jù)所述測量控制命令控制多通道輸入通道進行選定導通，以獲取多通道被測儀器的測量信號。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述進行多通道數(shù)字頻率測量的FPGA裝置還包括：中值濾波模塊，在所述頻率計數(shù)模塊利用所述FPGA中的頻率計數(shù)模塊對所述測量信號進行計數(shù)測量之前，所述中值濾波模塊對獲取的所述測量信號進行濾波處理，以去除信號噪聲。

優(yōu)選的，在本發(fā)明一實施例中，所述中值濾波模塊，用于利用所述FPGA中的中值濾波模塊，通過數(shù)字邏輯電路，采用中值濾波方法對獲取的所述測量信號進行濾波處理。