[实用新型]一种等精度频率测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及频率测量技术，具体涉及一种等精度频率测量系统。

背景技术

在电子测量技术中，频率测量是最基本的测量之一。工程中很多测量，如用振弦式方法测量力、时间测量、速度测量、速度控制等，都涉及到频率测量，或可归结为频率测量。常用的直接测频方法对被测信号的计数都会产生±1个数字误差。基于传统测频原理的频率计的测量精度将随着被测信号频率的下降而降低，在使用中有很大的局限性；等精度测频方法是一种在直接测频方法基础上发展起来的测频方法，该方法测量精度高、频段宽，在频率测量中具有广泛的应用前景。采用等精度频率测量方法具有测量精度保持恒定，不随所测信号的变化而变化；结合现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)，具有集成度高、高速和高可靠性的特点。设计人员只需要完成对系统功能的描述，就可以由计算机软件进行处理，得到设计结果，而且修改设计如同修改软件一样方便，可以极大地提高设计效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种等精度频率测量系统，解决传统技术中测量精度随着被测信号频率的下降而降低，使用中有很大局限性的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种等精度频率测量系统，包括FPGA定时模块、D触发器、第一计数器、第二计数器、单片机；所述FPGA定时模块连接D触发器的数据输入端；待测信号连接D触发器的时钟输入端；所述D触发器的输出端连接第一计数器和第二计数器的使能端；所述第一计数器的时钟端连接标准频率信号，所述第二计数器的时钟端连接待测信号；所述第一计数器和第二计数器的输出端连接单片机。

进一步的，该系统还包括显示单元，所述显示单元连接单片机。

进一步的，所述单片机为8051单片机。

进一步的，所述第一计数器和第二计数器为32位高速计数器。

本实用新型的有益效果是：该系统不仅可以获得很高的测量精度，而且由于相对测量误差与被测信号频率无关，可以通过增大闸门时间或标准时钟频率来减少测量误差，从而实现等精度频率测量。

附图说明

图1是等精度频率测量原理图；

图2是本实用新型等精度频率测量系统结构框图；

图3是实施例中等精度频率测量系统应用示意图。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种等精度频率测量系统，解决传统技术中测量精度随着被测信号频率的下降而降低，使用中有很大局限性的问题。

等精度频率测量原理如图1所示，图中预置门控信号CL是宽度为Tpr的脉冲，当其为高电平时，被测量信号上升沿通过D触发器的Q端启动计数器(开始计数标志信号START)，计数器对标准频率信号BCLK和被测频率信号TCLK同时计数，当预置门控信号CL变为低电平时，被测信号TCLK的上升沿使计数器同时关闭。

在一次预置门时间Tpr中对被测信号TLCK计数值为N_x，对标准频率信号BCLK的计数值为N_s，则下式成立：

F_x/N_x＝F_s/N_s

被测信号频率为：F_x＝(F_s/N_s)·N_x