一种大动态高精度同步连续频率测量方法
【专利摘要】本发明属于频率测量【技术领域】，具体涉及一种大动态高精度同步连续频率测量方法。本发明的方法包括以下步骤：步骤1、采用被测信号对同步后的采样时间闸门信号进行计数；步骤2、采用高频脉冲计数；步骤3、采用延时单元内插计数；步骤4、误差修正，确定被测信号频率。本发明的方法细分多周期同步法中高频时钟无法识别的量化误差，提高误差分辨率，实现大动态多路信号短时间同步连续高精度测量。
【专利说明】一种大动态高精度同步连续频率测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于频率测量【技术领域】，具体涉及一种大动态高精度同步连续频率测量方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中主要采用多周期同步法和模拟内插法进行短时测频。
[0003]多周期同步法的量化误差取决于高频填充时钟的频率，频率越高量化误差越少，但频率提高以后，计数器的位数要相应增加，多位计数器又会限制时钟频率的提高，导致降低多周期同步测频法的量化误差非常困难，通常IkHz采样频率下，量化误差在10_5水平。
[0004]模拟内插法主要用于解决多周期同步法误差问题，采用模拟量将这部分误差进行放大量化，达到提高测量精度的目的，但是模拟内插法采用数模混合电路，电路结构和工艺复杂，不利于集成，成本高，可靠性和抗干扰能力较数字电路差，并不能达到理论精度，IkHz采样频率下，精度在10_5~10_6水平。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题为:针对现有技术的不足，进一步细分多周期同步法中高频时钟无法识别的量化误差，提高误差分辨率，实现大动态多路信号短时间同步连续高精度测量。
[0006]本发 明的技术方案如下所述:
[0007]—种大动态高精度同步连续频率测量方法，包括以下步骤:步骤1、采用被测信号对同步后的采样时间闸门信号进行计数；步骤2、采用高频脉冲计数；步骤3、采用延时单元内插计数；步骤4、误差修正，确定被测信号频率。
[0008]步骤I包括以下步骤:
[0009]设被测信号频率为fx、周期为Tx ;采样时间闸门信号的频率为fs、周期为Ts ;将被测信号和时间闸门信号进行同步处理，用被测信号对同步后的采样时间闸门信号进行计数，得到采样时间闸门信号一个周期内被测信号的完整周期数:
【权利要求】
1.一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1、采用被测信号对同步后的采样时间闸门信号进行计数； 步骤2、采用高频脉冲计数； 步骤3、采用延时单元内插计数； 步骤4、误差修正，确定被测信号频率。
2.根据权利要求1所述的一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:步骤I包括以下步骤: 设被测信号频率为fx、周期为Tx ;采样时间闸门信号的频率为fs、周期为Ts ;将被测信号和时间闸门信号进行同步处理，用被测信号对同步后的采样时间闸门信号进行计数，得到采样时间闸门信号一个周期内被测信号的完整周期数:ρ>Λ^+Δ0Uo=Ti1-Ti式中， Nx为同步后的采样时间闸门信号一个周期内被测信号的完整周期数； Afl为第i次采样时间闸门计数后的总误差； IV1为第i次采样时间闸门计数后的闸门前误差； Ti为第i次采样时间闸门计数后的闸门后误差。
3.根据权利要求2所述的一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:步骤2包括以下步骤: 设高频脉冲频率为4、周期为Ttl，采用高频脉冲对Ti+ 1\、Tf1、Txi进行计数:
Ti—ι = n1-1fo + A;:,1^1-1 = r^d1-X - ^s1-1 Ti = nifo +Δ/, Δ? =Ta — Tsi <，其中，^
Τ'ι —ι = tlXi^ifo + A'-/—I= Txdj l - Tsi l
Tx1- η'ι fo + Ari_ Att.= Txj1- Tij 式中， Txi^1为跨第i_l次采样时间闸门上升沿的被测信号整周期； Txi为跨第i次采样时间闸门上升沿的被测信号整周期； IVpnpnxi^nxi依次为Ti^HfTxi内高频脉冲的个数； Δ η为IV1内高频脉冲计数后形成的相对高频脉冲非整周期误差； Tf1为跨第i_l次采样时间闸门上升沿的高频脉冲非整周期误差； Tf1为跨第i_l次采样时间闸门上升沿的被测信号所在周期的下一个周期上升沿所在高频脉冲周期的非整周期误差； Λ i为Ti内高频脉冲计数后形成的相对高频脉冲非整周期误差； Tdi为跨第i次采样时间闸门上升沿的高频脉冲非整周期误差； Tsi为跨第i次采样时间闸门上升沿的被测信号上升沿所在高频脉冲非整周期误差； Δ 为Tf1内高频脉冲计数后形成的相对高频脉冲非整周期误差； Txdi^1为跨第1-Ι次采样时间闸门上升沿的被测信号所在周期上升沿所在高频脉冲周期的非整周期误差；Axi为Txi高频脉冲计数后形成的相对高频脉冲非整周期误差； Txdi为跨第i次采样时间闸门上升沿的被测信号所在周期上升沿所在高频脉冲周期的非整周期误差。
4.根据权利要求3所述的一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:步骤3包括以下步骤: 设延时单元频率为fd、周期为Td，采用延时单元对Τ^、Tsi_1、Td1、Ts1、TwdH、Twdi进行内插计数:
5.根据权利要求4所述的一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:步骤4包括以下步骤: 采用下式计算被测信号频率:
6.根据权利要求5所述的一种大动态高精度同步连续频率测量方法，其特征在于:步骤4中，利用计数器对以下值进行实时计数:mQ、md1、ms1、mxd1、Ii1、nx1、Nxi，根据相邻两次采样周期的值即得到fxi。
【文档编号】G01R23/10GK103698602SQ201310689682
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】赵振涌, 何杰, 李婷婷, 王宁, 张伟斌, 袁寰, 邢娜 申请人:北京自动化控制设备研究所