在电子测量领域,频率是一个重要的参数,往往作为计 算的基础参量与参考数值,随着计算机网络和电子科学技术 的不断发展,频率的测量要求越来越高。这时一台高精度的频率计就显得尤为重要
频率测量技术发展到今天,测量方法按照测量划分的话主要是有直接测频法,时间间隔,香味转换测频法、数字化测聘法、内插测频法和混频测频法。数字化测频法中对等精度频率测量法进行了两方面的改进:一方面在不提高系统工作频率和延长测量门限时间的前提下,通过在对原有的基准时钟信号计数值的修正,从而便提高了测量精度;从另一个角度上讲利用对被测信号的自适应分频,消除了预置门限时间带来的不足,简化了同步逻辑电路,提高了系统可靠。
SYN5636型通用计数器该计数器具有“多路并行计数法”:基于多路并行 处理能力强、计算速度快、成本低、集成度高的FPGA, 使用多路不同分频的基准信号进行计数;利用绝对误差只可能是1,选出最高精度的计数结果。具体实现时,使用宽带 放大器、高速比较器搭建高速比较模块,使用FPGA作为测 频模块,使用单片机、LCD显示屏和键盘组成控制模块,使 用 verilog编程实现“多路并行计数法”。预期实现对1赫兹~199M赫兹正弦信号频率的高精度测量,同时实现对方波信号 的时间间隔测量和脉冲信号的占空比测量。
该频率计以FPGA和单片机为核心,采用“多路并行计数法”实
现信号频率的高精度测量。输入信号经高频放大和比较模块转换为方波信号输入FPGA单元,经多路不同倍数分频 后进行并行计数,最后由单片机选择输出精度高的一路计数值,利用换算关系得出最终的测量结果。经测试,该数字频率计可实现1hz~199mhz、10mvrms~1vrms正弦信号的频率测量,相对误差的绝对值不大于0.0001%;100hz~1mhz、50mv~1v同频方波的时间间隔测量,测量范围为0.1us~100ms,相对误差的绝对值不大于1%;50mv~1v、1hz~5Mhz脉冲信号的占空比测量,相对误差的绝对值不大于1%。因此,具有测量精度高、测量频率范围宽和测量幅度范围大的特点。
在现在的科技领域,频率是一个最基本也最常见的一个物理参数。数字频率计作为一种最基本的测量仪器以其测量精度高、速度快、操作简便、数字显示等特点被广泛应用。许多物理量,例如温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度等通过传感器转换成信号频率,可以用频率计来测量。基于频率计组成的各种测量仪器、控制设备、实时监测系统已应用到国际民生的各个方面。
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