1. 研究目的与意义
基于硬件描述语言的相位测量仪的设计是工程实践性课题，主要的目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路CAD的技能运用到实际的电路设计中，结合半导体加工厂的制造工艺，完成具有一定专用功能的专用集成电路设计。
基于硬件描述语言的相位测量仪的设计，包括硬件和软件设计，设计主要分为三个模块：计数模块、计算模块和显示模块，计数模块对被测信号周期数进行计数，计算模块对信号处理模块输出的数据进行计算，最后计算结果由显示模块显示。这种基于硬件描述语言的方法可以对相位进行测量，并在精度和处理速度都有很好的效果。另外，硬件描述语言写法灵活，设计方便，能快速的掌握和应用，因此选择基于硬件描述语言的设计能大幅地缩短产品的开发周期。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：
本系统是利用硬件描述语言对相位测量电路进行了设计和硬件仿真，首先根据设计要求，通过对整个控制系统进行分析，将整个系统划分为三个模块：计数模块、计算模块和显示模块。因此，关键问题在于对各个模块进行了硬件描述语言的设计与波形仿真，接着完成总体系统的设计。最后还需要通过对仿真波形图进行分析，确保所设计的电路系统符合给定的设计要求。
课题难点：
3. 国内外研究现状（文献综述）
《Verilog HDL入门(第3版)》作者：]夏宇闻，甘伟．本书简要介绍了Verilog硬件描述语言的基础知识，包括语言的基本内容和基本结构，以及利用该语言在各种层次上对数字系统的建模方法。书中列举了大量实例，帮助读者掌握语言本身和建模方法，对实际数字系统设计也很有帮助。第3版中添加了与Verilog 2001有关的新内容。
《基于FPGA控制的低频数字式相位测量仪研究》作者:王振红，于磊．本系统采用复杂可编程逻辑器件EP1K100QC208-3作为数据处理及控制核心，由移向网络、信号处理电路、数据采集电路、数据运算电路以及显示电路组成。该系统硬件电路简单，整个设计采用VHDL语言作为系统内部硬件结构的描述手段。本系统充分利用FPGA对数据的高速处理能力，使得系统设计高效、可靠。
《一种实用的相位测量方法》作者：张若请，谢富春.相位测量技术在线性系统动态特性分析、系统模型辨识、故障诊断等领域有着广泛的 应用.传统的测相方法。 如: 矢量法、相乘器法、二极管鉴相法等都是依靠模拟器件完成运算，测量仪器硬件复杂、成本较高，随着计算机技术的广泛应用，相位测量技术逐渐向 数字化发展，近年来兴起的过零鉴相法就是一种基于微机处理的相位测量数字化方法，但该方法不仅对谐波干扰非常敏感，而且对采集速度要求较高。利用相关函数具有抗谐波干扰及随机干扰的特点，采用数字化测量方法提出一种实用、简便易行的相位测量方法。相位测量是正弦信号经过不同的时间或不同的网络后可以有不同的相位。通常所谓相位测量是指对两个同频率信号之间相位差的测量。最常见的是对网络输入与输出信号的相位差，即网络相移的测量。能提供固定或可变相移量的无耗二端口网络称为固定或可变移相器。相位是与电路结构有关的参数。相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。正弦电压波U=Umsin(ωt Φ0)，可用电压振幅Um、角频率ω以及相位Φ=(ωt Φ0)来表征。显然Φ随时间而变化，Φ0为初相位。对于具有不同频率的两个正弦振荡的相位差Φ=(ω1-ω2)t (Φ0l-Φ02)，ω1、ω2为角频率、Φ0l、Φ02为它们的初相位，Φ随时间而变;当ω1=ω2时，则Φ=(Φ01-Φ02)，即两个频率相等的正弦振荡之间的相位差是常数，并等于它们初相位之差。相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置:一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。是描述讯号波形变化的度量，通常以度(角度)作为单位，也称作相角。
4. 研究方案
设计方案：
1、完成相位测量电路的系统功能、电路模块的系统级和划分。
2、采用Verilog HDL语言描述电路系统，完成系统电路的设计和模拟。
5. 工作计划
第1周：查找文献和翻译文献
第2周：撰写开题报告
第3周：电路系统的总体设计和规划
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