Kurs FPGA Lattice (24). Miernik częstotliwości

Częstotliwość, według definicji, jest to wielkość fizyczna określająca liczbę wystąpień jakiegoś zjawiska w jednostce czasu. Jednostką czasu w układzie SI jest sekunda, a zjawiskiem, jakie chcemy badać, jest zbocze rosnące mierzonego sygnału prostokątnego. Zatem: aby zmierzyć częstotliwość sygnału, musimy po prostu policzyć, ile występuje zboczy tego sygnału w ciągu jednej sekundy. Na płytce User Interface Board nie mamy żadnych układów umożliwiających kondycjonowanie różnych sygnałów – badany przebieg doprowadzony będzie prosto do pinu układu FPGA. Wynika z tego bardzo ważne ograniczenie: sygnał pochodzący z zewnętrznego generatora musi mieścić się w przedziale od 0 do 3,3 V. Badany przebieg powinien mieć kształt prostokątny – pomiar fali sinusoidalnej, trójkątnej lub innej może dać niepoprawny wynik. Przeanalizujmy schemat z rysunku 1, wygenerowany automatycznie przez narzędzie Netlist Analyzer na podstawie syntezy kodu źródłowego w Verilogu, aby lepiej zrozumieć ideę działania miernika częstotliwości.