[发明专利]一种基于片上系统的多通道信号频率测量模块

权利要求书

1.一种基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，包括片上系统主控制器，所述片上系统主控制器分别连接电源模块、触控模块和外围接口，所述片上系统主控制器包括主控制单元和分别与主控制单元互连的辅助控制单元和现场可编程门阵列模块，所述现场可编程门阵列模块连接测频模块，所述主控制单元连接通信模块，所述测频模块具有被测信号接口，所述通信模块具有远程终端接口，所述触控模块具有触摸显示屏接口；

所述主控制单元和所述辅助控制单元构成双核处理器，所述双核处理器分别互连片上总线和接口总线，所述片上总线分别通过不同的外部总线协议连接输入/输出单元，所述接口总线互连于可编程逻辑模块，所述可编程逻辑模块包括现场可编程门阵列模块、数字信号处理模块、系统监视模块、外设部件互连模块和随机存取存储模块，所述系统监视模块和所述外设部件互连模块均设置有串行外设接口。

2.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述测频模块包括前端电路，所述前端电路包括依次连接的同相比例放大电路、限幅电路、滤波放大电路和施密特触发器，所述施密特触发器连接所述现场可编程门阵列模块模块。

3.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述测频模块内包括同相比例放大电路、限幅电路、滤波放大电路和施密特触发器，被测信号先经过同相比例放大电路，随后经过限幅电路将1～12V的信号限制在0.7V以下，再经过后级滤波放大后输入施密特触发器转换成方波，此时信号幅值范围满足现场可编程门阵列模块的IO电平输入范围，此时利用等精度测量模块即可测量单位闸门时间该信号的周期数。

4.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述测频模块内包括同相比例放大电路、限幅电路、滤波放大电路和施密特触发器，被测信号经过同相比例放大器放大信号幅值，使得后级波形变换能识别的信号范围更宽，随后经过限幅电路将1～12V的信号限制在0.7V以下，再经过后级滤波放大后输入施密特触发器转换成方波，此时信号幅值范围满足现场可编程门阵列模块的IO电平输入范围，此时利用等精度测量模块即可测量该信号的频率值。

5.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述测频模块包括前端电路，所述前端电路包括依次连接的第一运算放大器、信号钳位电路、滤波电感和第二运算放大器，所述第二运算放大器连接施密特触发器，所述施密特触发器连接所述现场可编程门阵列模块模块。

6.根据权利要求5所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述第一运算放大器通过第一电阻连接所述信号钳位电路的一端与滤波电感的一端所形成的第一节点，所述信号钳位电路包括第一钳位二极管和第二钳位二极管，第一钳位二极管的负端和第二钳位二极管的正端均连接所述第一节点，第一钳位二极管的正端和第二钳位二极管的负端均连接接地端，所述滤波电感的另一端通过第二电阻连接所述第二运算放大器，并通过第三电阻连接接地端。

7.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述测频模块以阵列分布，每一个测频模块均接收标准信号频率和被测信号频率，所述测频模块连接频率运算除法器，所述频率运算除法器利用左移32bit后的单位闸门时间内被测信号周期数与单位闸门时间内基准信号周期数相除，得到相对于基准时钟的被测信号相对频率值，将该相对频率值通过顺序储存器和传输通道接口上传至微处理器或CPU以得到绝对频率值。

8.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述远程终端接口连接远程终端，所述多通道信号频率测量模块通过扩展的TCP与远程终端协同工作。

9.根据权利要求1所述的基于片上系统的多通道信号频率测量模块，其特征在于，所述触摸显示屏接口连接触摸显示屏，以进行人机交互。