基于PXI总线的宽带频率计设计

2011-07-12 17:07:19来源: 互联网
    频率信号具有抗干扰性强,易于传输,易于保持信息完整性和可以获得较高测量精度等优点,被广泛应用于日常生活、工业等各个领域,频率测量成为信息提取、设备检测等过程中的一个重要环节。频率检测作为电子测量领域最基本的测量之一,随着数字电子技术的发展而得到了长足的进步,数字频率测量也得到了越来越广泛的应用,从而使测频原理和测频方法的研究受到越来越多的关注。本文在简述频率测量原理和方法的基础上,主要介绍一种基于PXI总线的宽带、高精度数字频率计的设计与实现。

1 测频原理
    目前对频率的测量采用的方法主要有:围绕电子计数器计一定时间内的脉冲个数来确定频率;对信号时频变换的算法进行研究。本文主要讨论前者。
1.1 直接测频法
    电子计数器是一种利用比较法进行测量的最常见、最基本的数字化仪器,是其他数字化仪器的基础。频率在时间轴上是无限延伸的,因此对频率测量需要确定一个取样时间T,在该时间内对被测信号的周期进行累加计数(若计数值为N),根据fx=N/T得到频率值。此种方法由于闸门时间与被测信号不同步,计数时存在±1的计数误差,影响测频精度。
1.2 等精度测量法
    可见直接测频法虽然设计简单,但是精度不高,为消除“±1计数误差”,对其进行改进如图1所示。


    被测信号经过滤波、放大、分频、整形预处理之后,将处理后的方波信号和闸门时间预置方波信号进行同步控制。同步控制一般由D触发器和三态门来实现。在测频率和周期时,单片机控制中心发出清零信号使三态传输门处于高阻状态,同时给出启动闸门信号,当被测信号整形后的方波信号上升沿到来时,同步控制发出信号,使闸门A和闸门B同时开始对被测信号和标准信号进行计数。当单片机发出结束闸门信号后,fx的方波信号上升沿的到来,将使计数器停止计数,并申请中断服务。这样便实现了闸门的启闭与fx同步,再将中断服务送来的数据送入运算中心进行处理,最后将结果送入显示系统,显示测量结果。时序图如图2所示。


    经分析,误差主要来自标频信号与闸门B不同步产生的“±1”误差,为进一步提高测频精度,提出了基于相位重合的全同步测频方法。

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关键字:PXI总线  宽带频率计

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0712/article_2973.html
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