3-8数字频率计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、频率测量方法概述,电子计数式测量频率有以下几种方法：,（1）脉冲数定时测频法（M法）：记录在确定时间里待测信号的脉冲个数。其特点是：测量方法简单；测量精度与待测信号频率和门控时间有关，当待测信号频率较低时，误差较大。,（2）脉冲周期测频法（T法）：在待测信号的一个周期里记录标准频率信号变化次数。此法低频检测时精度高，但高频检测时误差较大。,（3）脉冲数倍频测频法（AM法）：此法是为克服M法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。通过A倍频，把待测信号频率放大A倍，以提高测量精度。其特点是待测信号脉冲间隔减小，间隔误差降低；低频测量精度比M法高A倍，但控制电路较复杂。,（4）脉冲数分频测频法（AT法）：此法是为了提高T法高频测量时的精度而发展起来的。由于T法测量时要求待测信号的周期不能太短，所以可通过A分频使待测信号的周期扩大A倍。其特点是高频测量精度比T法高A倍；但控制电路也较复杂。,（5）脉冲平均周期测频法（M/T法）：此法是在闸门时间内，同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数M和标准信号的脉冲数。其特点是在测高频时精度较高；但在测低频时精度较低。,（6）多周期同步测频法：是由闸门时间与同步门控时间共同控制计数器计数的一种测量方法，待测信号频率与M/T法相同。此法的优点是：闸门时间与被测信号同步，消除了对被测信号计数产生的1个字误差，测量精度大大提高，且测量精度与待测信号的频率无关，实现了在整个测量频段等精度测量。,1,二、数字频率计种类,1、采用中小规模数字集成电路，用机械式功能转换开关换挡，完成测量频率、周期以及脉宽等功能的计数器。此种数字频率计已处于淘汰阶段，由于,其自身不具备智能化、自动化，完全借助于机械示的操作，对一些智能的频率计功能已无法完成，所以，现在使用这种数字频率计的已经很少。,2、采用现场可编程门阵列（CPLD/FPGA）作为系统控制核心制成的数字频率计。这种技术是在近几年才发展起来的新技术，具有很大的发展空间和应用价值。但是,其涉及的知识比较广，应用麻烦。,3、采用单片机为系统控制核心的数字频率计。,优势：体积小，所用芯片少，测量范围广，易于扩展功能，智能化、自动化强度高，便于控制。因此采用单片机技术设计数字器件已逐渐成为主流。,2,三、数字频率计的发展趋势,发展趋势之一：从以前的模拟器件设计数字频率计逐步转变为数字芯片设计数字频率计。,发展趋势之二：在功能上从以前的仅实现单一频率测量扩展到还能测量周期、占空比、脉宽等各种参数指标。,发展趋势三：频率计虚拟化。随着计算机的普及，利用计算机做显示和操作平台的虚拟仪表，也越来越被广泛运用。,3,四、 频率测量原理,直接测频法,放大整形,时间闸门,计数器,显示,晶体振荡,分频器（时基）,控制过程,频率计算:f=N/t,N为脉冲个数，t为时间基准,4,五、直接测频法的工作流程,Q3,MR,MR,T0,P3.1,P3.0,74HC00,74LS08,74LS393,AT89C52,CP,14,11,10,IN,显示,5,六、软件设计流程,基本流程图,待测信号,放大电路,波形变换、整形,闸门控制,分频电路,单片机,显示电路,量程切换,高频通道,300k,低频通道, 300k,6,七、数据处理与分析,方波散点图,7,八、数据处理与分析,正弦波散点图,8,九、误差分析,通过数据分析发现的问题：,1、低频测量误差大（原因:是在低频测量时用的是测频法，实际测量低频时侯需要用测周法才能对低频准确测量）,2、低频和高频有数据的异动出现。（原因:是手工焊接硬件电路的布线）,3、测量低频的时候显示不稳定（原因:受到高频信号的影响）,4、频率精度不高（原因:单片机的定时时钟的精度影响基准时间）。,9,