РЕАЛІЗАЦІЯ ЧАСТОТОМІРА КОІНЦИДЕНЦІЇ НА ПЛІС
IMPLEMENTATION OF THE COINCIDENCE FREQUENCY METER ON FPGA
Сторінки: 179-182. Номер: №6, 2022 (315) 
Автори:
ПЕТРУШАК Володимир
Хмельницький національний університет
ORCID ID: 0000-0002-7232-1044
e-mail: petrushak@ukr.net
PETRUSHAK Volodymyr
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6-179-182
Анотація мовою оригіналу
Вказано на недоліки відомих методів вимірювання частоти періодичного сигналу. На основі відомого методу коінциденції розроблено функціональну схему 16-розрядного пристрою для вимірювання частоти, яку реалізовано на базі ПЛІС фірми Intel(Altera). Розроблений частотомір коінциденції має динамічний діапазон 96дБ. Представленні часові діаграми, які отримано в середовищі автоматизованого проектування Quartus Prime 18.0 і підтверджують працездатність розробленої функціональної схеми 16-розрядного пристрою для вимірювання частоти методом коїнциденції. Представлена аналітична залежність для визначення частоти періодичного сигналу під час вимірювання частоти, методом коінциденції.
Ключові слова: активний сенсор, частота, інтернет речей, періодичний сигнал, метод коінциденції, телекомунікаційна мережа, ПЛІС.
Розширена анотація англійською мовою
Means of measuring various parameters and technical characteristics of radio equipment have always occupied leading positions in science and technology. Without an accurate definition of the relevant values, it is impossible to build modern high-quality radio communication systems, radar, navigation ground and satellite systems. In ultrasound diagnostics, which are used in medicine, the speed of blood flow in vessels is studied by determining the frequency of the reflected signal. At the same time, it is necessary to use high-speed frequency measurement tools in systems with active sensors used in telecommunication networks based on Internet of Things technology. For example, in active radar, using the frequency of the reflected signal, it is possible to calculate not only the coordinates, but also the circular speed of the moving target. Modern research is aimed at improving the metrological and technical indicators of existing measuring devices, in particular at developing new methods for correcting the characteristics of the transformation of the measuring channel, which is their main component. At the same time, most digital frequency meters are built on the method of counting the number of pulses N with an unknown period Tx that arrive at the input of the device during a calibrated time interval. All this leads to an increase in measurement time and requires additional hardware costs for fast processing of measurement results. The coincidence method belongs to vernier methods and is promising for use when measuring the frequency of periodic signals.
This paper points out the shortcomings of known methods of measuring the frequency of a periodic signal. On the basis of the well-known method of coincidence, a functional scheme of a 16-bit device for measuring frequency, which is implemented on the basis of a FPGA from Intel (Altera), has been developed. The developed coincidence frequency meter has a dynamic range of 96dB. Representation of time diagrams obtained in the Quartus Prime 18.0 automated design environment and confirming the operability of the developed functional scheme of the 16-bit device for frequency measurement by the coincidence method. An analytical dependence for determining the frequency of a periodic signal during frequency measurement by the coincidence method is presented.
Keywords: active sensor, frequency, Internet of Things, periodic signal, coincidence method, telecommunication network, FPGA.
Література
- Пат. № 133686 Україна, МПК G01L 9/08, G01L 9/12. Вимірювальний перетворювач на основі механотронного п’єзоакустичного датчика тиску / А. А. Таранчук, С. К. Підченко, А. А. Акулинічев, А. В. Співак, А. І. Жизневський ; заявник і патентовласник Хмельницький нац. університет. – № u201807922 від 16.07.2018 ; опубл. 04.2019, Бюл. № 8/2019. – 6 с. : іл.
- Petrushak V. S. Measurement of the amplitude of periodic signals using the Fibonacci method / V. S. Petrushak // Приборы и методы измерений. – 2018. – Т. 9. № 2. – C. 168–173.
- Шутко В.М. Застосування ефекту Доплера в вимірювачі швидкості кровотоку АВІА-2015 / В.М. Шутко, І.В. Федоренко // Міжнар. наук.-техн. конф., 28-29 квітня 2015. – К., 2015. – С. 125.
- Perry Lea, Parkash Karki. Internet of Things for Architects. Packt Publishing, 2018. 454 р.
- Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые) / П.П. Орнатский. – К. : Вища шк., – 504 с.
References
- № 133686 Ukraina, MPK G01L 9/08, G01L 9/12. Vymiriuvalnyi peretvoriuvach na osnovi mekhanotronnoho piezoakustychnoho datchyka tysku / A. A. Taranchuk, S. K. Pidchenko, A. A. Akulynichev, A. V. Spivak, A. I. Zhyznevskyi ; zaiavnyk i patentovlasnyk Khmelnytskyi nats. universytet. – № u201807922 vid 16.07.2018 ; opubl. 25.04.2019, Biul. № 8/2019. – 6 s. : il.
- Petrushak V. S. Measurement of the amplitude of periodic signals using the Fibonacci method / V. S. Petrushak // Prybory y metody yzmerenyi. – 2018. – T. 9. № 2. – C. 168–173.
- Shutko V.M. Zastosuvannia efektu Doplera v vymiriuvachi shvydkosti krovotoku AVIA-2015 / V.M. Shutko, I.V. Fedorenko // Mizhnar. nauk.-tekhn. konf., 28-29 kvitnia 2015. – K., 2015. – S. 125.
- Perry Lea, Parkash Karki. Internet of Things for Architects. Packt Publishing, 2018. 454 r.
- Ornatskyi P.P. Avtomatycheskye yzmerenyia y prybory (analohovye y tsyfrovye) / P.P. Ornatskyi. – K. : Vyshcha shk., 1986. – 504 s.
