1 引言
在现代社会中，电资源成为人们生活当中不可缺少的一部分，而发电机和电动机在电力系统中扮演着非常重要的角色。在很多场合，需要对电机组和电网的频率进行测量。目前，频率测量的电路系统很多，这里介绍一种数字电路测频：基于FPGA的发电机组的频率测量计。
随着电子技术的不断发展和进步，以EDA为代表的数字电路设计发生很大变化。在设计方法上，已经从“电路设计—硬件搭试—焊接”的传统设计方式到“功能设计—软件模拟—下载调试”的电子自动化设计模式。在这种状况下，以硬件描述语言(Hardware Description Language)和逻辑综合为基础的自顶向下的电子设计方法得到迅速发展。Verilog HDL语言是目前应用最广泛的硬件描述语言，它是在C语言的基础上发展起来的，语法较为自由灵活、拥有广泛的学习群体、资源比较丰富，且容易学简单易懂。本文发电机组频率测量计的设计是在Verilog hdl语言的基础上展开的，源程序经过ALTEra 公司的QuartusⅡ5.0软件完成了综合、仿真(功能仿真和时序仿真)，FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) 选用的是Cyclone系列的EP1C3T144C6器件。
2 频率测量电路
2.1频率测量的总体电路
采用电压互感器取来自于发电机组端电压或电网电压的测频输入信号，经削波、滤波处理后，变成幅度基本不变的稳定波形，经放大电路将信号放大整形，再用电压比较电路将具有正负幅值的方波变成只有正幅值的方波信号。然后，通过光电耦合器使FPGA的数字系统与输入信号隔离。FPGA数字系统利用标准的1Hz信号对隔离后的方波信号的脉冲个数进行计数，得到信号的频率数，该频率数经数码管显示。由于发电机组的频率与发电机组端电压有关系，可以从频率的变化得到发电机组端电压的变化。从系统总体框图如图1所示，从中可以看出，该FPGA数字系统与输入通道隔离，因而大大提高了系统硬件的抗干扰能力。
