[发明专利]一种基于FPGA的高精度频率采集方法及装置

说明书

本发明属于电气测量技术及仪器领域，涉及一种基于FPGA的高精度频率采集方法及装置；包括同步电路模块、闸门时间模块、计数控制模块、计数器，所述计数器包括被测信号计数器和标准信号计数器；所述同步电路模块接收被测信号，并将被测信号与标准信号同步；所述闸门时间模块配置预置闸门时间T；所述计数控制模块根据预置闸门时间T和被测信号的上升沿控制计数器开始和停止计数；所述被测信号计数器对被测信号计数；所述标准信号计数器对标准信号计数。该频率测量装置的闸门时间可配置，具有频率测量精度高、资源占用小、移植方便等特点，通过仿真验证和试验测试表明，该方法可显著提高频率测量精度，具有很大的实用价值。

技术领域

本发明属于电气测量技术及仪器领域，涉及一种基于FPGA的高精度频率采集方法及装置。

背景技术

远程接口单元(以下简称RIU)是一个隶属于机电系统，用于完成对与其交联机电子系统的状态采集、输出控制，是系统的重要功能部件。随着飞机技术的发展，远程接口单元采集的信号种类和数量日益增多，且对信号的采集精度要求越来越高。

机上交流电源监测，发动机转速测量等都是以频率信号的形式采集的。传统的测量方法是对于高频的输入信号采用测频法，对于低频的输入信号采用测周法，而这两种方法的测量精度都受输入信号的影响较大，本发明从机载产品的实际应用角度出发，设计开发了一种基于FPGA的等精度测频模块，该模块具有对可编程逻辑器件的资源消耗低，方便移植，频率采集精度高，闸门时间配置方便等特点。

发明内容

为了适应机载产品对宽范围频率信号的采集需求，保证频率采集的精度，方便基于FPGA的频率采集开发，设计本发明。

本发明的技术方案如下：

一种基于FPGA的高精度频率采集方法，包括以下步骤：

步骤1在闸门时间T内分别对被测信号和标准信号进行计数，获得被测信号个数N1和标准信号个数N2；

步骤2计算出被测信号的频率f；

其中f0为标准信号的频率；

优选的，所述的一种基于FPGA的高精度频率采集方法，还包括误差修正步骤，

通过高精度示波器对标准信号进行测量获得标准信号的相对误差为δ_s，对被测信号的频率f进行如下误差修正，修正后的频率为f：

f”＝f*(1-δ_s)

优选的，所述的一种基于FPGA的高精度频率采集方法，在所述步骤1之前还包括以下前置步骤：

步骤a配置预置闸门时间T；

步骤b将被测信号与标准信号进行同步；

优选的，所述的一种基于FPGA的高精度频率采集方法，所述步骤a预置闸门时间T，具体包括通过配置时间信号Tcfg配置预置闸门时间T，所述配置时间信号Tcfg由以下公式可得：

其中sysclk为系统时钟频率，单位为Hz。

优选的，所述的一种基于FPGA的高精度频率采集方法，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1检测被测信号的上升沿，启动被测信号计数器和标准信号计数器分别进行计数；

步骤1.2当预置闸门时间T到达后，在输入信号的下一个上升沿关闭闸门，关闭闸门时停止对被测信号和标准信号的计数。

优选的，所述的一种基于FPGA的高精度频率采集方法，所述步骤1.2还包括，当实际闸门时间超过10s时被测信号的上升沿还未到达，则强制关闭闸门。