[发明专利]一种调制域频率计数器及其连续测频方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种调制域频率计数器及其连续测频方法，属于频率计数器领域。

背景技术

目前用于测量电信号的仪器分为时域测试仪器、频域测试仪器和调制域测试仪器三大类。时域测试仪器：它对信号的时域变化进行观测，显示信号随时间而变化的电压(幅度)值；频域测试仪器：它观测信号的频域变化，显示随频率而变化的输入信号幅度值；调制域测试仪器：它观测信号调制域的变化，显示随时间而变化的信号的频率值。

目前，高分辨率频率计数器主要采用倒数测量技术+模拟内插技术来进行频率测量。

如图1所示，f_x为被测信号的频率，f₀为基准时钟的频率，当预备闸门信号的上升沿到来时，被测信号f_x打开计数门，进行被测信号和时钟脉冲的计数，内插扩展单元进行展宽计数。当预备闸门信号的下降沿到来时，被测信号f_x关闭计数门，停止被测信号和时钟脉冲的计数，内插扩展单元结束展宽计数。可见当需要进行频率的连续测量时，由于预备闸门信号一个周期内低电平时间较长，导致在其低电平时会遗漏被测信号的脉冲计数，无法实现连续测量。

发明内容

发明目的：本发明提出一种调制域频率计数器，实现了对被测信号频率的连续测量。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种调制域频率计数器，包括对被测信号计数的E计数器和对时钟信号计数的T计数器，预备闸门发生器产生预备闸门信号并发送至E同步门；

在测频周期内，E同步门在被测信号脉冲到来时触发E锁存器使其锁存E计数器的计数值，同时E同步门还触发T同步门使其在时钟信号脉冲到来时启动T锁存器锁存T计数器计数值；

测量排序电路在E同步门触发时产生内插脉冲，该内插脉冲于T同步门触发时结束；

测量排序电路在测频周期结束时，启动存储器分别存储E锁存器和T锁存器内的数据，最后由运算处理电路计算得出被测信号频率。

优选地，所述预备闸门发生器为一个可重装载24位预置数的计数器。

优选地，所述E计数器为32位ZDT计数器，所述T计数器为32位ZDT计数器。

优选地，所述测量排序电路为Altera公司的MAX7000CPLD芯片，所述运算处理电路为Altera公司的MAX7000CPLD芯片。

一种调制域频率计数器连续测频方法，包括以下步骤：

以预备闸门信号相邻脉冲之间的时间间隔为一个测频周期，所述预备闸门信号的脉冲宽度小于等于被测信号相邻脉冲之间最小时间间隔；

在测频周期中，被测信号上升沿或下降沿到来时，其与即将到来的时钟信号之间形成时间差，设定内插脉冲的产生时刻等于被测信号上升沿或下降沿时刻，内插脉冲宽度等于所述时间差；

在测频周期中，由计数器得到该周期内被测信号脉冲数，再由时钟信号减去内插脉冲宽度分别得到该周期的起始时间；

最后计算得到被测信号频率。

优选地，所述最小测量周期为预备闸门信号相邻脉冲上升沿之间的时间间隔，或下降沿之间的时间间隔。

有益效果：本发明改变了预备闸门信号上升沿开始计数，下降沿停止计数的工作方式，可根据实际需要计算出相邻两点的频率变化或任意两点的频率变化，即把预备闸门信号的脉冲宽度缩小至小于被测信号相邻脉冲的最小间隔，使得频率计数器能够连续测量被测信号频率。

附图说明

图1为现有频率计数器工作时序图；

图2为本发明频率计数器工作时序图；

图3为本发明频率计数器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图2所示，f_x为被测信号的频率，f₀为时钟信号的频率，对被测信号和时钟信号均使用32位ZDT零空载时间计数器计数，两个计数链在测量过程中不间歇地进行计数。

预备闸门信号是由预备闸门发生器产生，由于测量是连续的，所以预备闸门信号也是连续产生的。当预备闸门信号的上升沿到来时，被测信号打开计数门。在预备闸门信号相邻的上升沿之间，E计数器对被测信号的上升沿计数并于第一个被测信号上升沿处产生内插脉冲，内插脉冲的脉冲宽度为τ_n。