一種調(diào)制域頻率計數(shù)器及其連續(xù)測頻方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種調(diào)制域頻率計數(shù)器及其連續(xù)測頻方法，屬于頻率計數(shù)器領域。
【背景技術】
[0002] 目前用于測量電信號的儀器分為時域測試儀器、頻域測試儀器和調(diào)制域測試儀器 三大類。時域測試儀器：它對信號的時域變化進行觀測，顯示信號隨時間而變化的電壓（幅 度）值；頻域測試儀器：它觀測信號的頻域變化，顯示隨頻率而變化的輸入信號幅度值；調(diào) 制域測試儀器：它觀測信號調(diào)制域的變化，顯示隨時間而變化的信號的頻率值。
[0003] 目前，高分辨率頻率計數(shù)器主要采用倒數(shù)測量技術+模擬內(nèi)插技術來進行頻率測 量。
[0004] 如圖1所示，fx為被測信號的頻率，f C1為基準時鐘的頻率，當預備閘門信號的上升 沿到來時，被測信號fx打開計數(shù)門，進行被測信號和時鐘脈沖的計數(shù)，內(nèi)插擴展單元進行展 寬計數(shù)。當預備閘門信號的下降沿到來時，被測信號f x關閉計數(shù)門，停止被測信號和時鐘 脈沖的計數(shù)，內(nèi)插擴展單元結束展寬計數(shù)?？梢姰斝枰M行頻率的連續(xù)測量時，由于預備閘 門信號一個周期內(nèi)低電平時間較長，導致在其低電平時會遺漏被測信號的脈沖計數(shù)，無法 實現(xiàn)連續(xù)測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種調(diào)制域頻率計數(shù)器，實現(xiàn)了對被測信號頻率的連續(xù)測 量。
[0006] 技術方案：本發(fā)明采用的技術方案為一種調(diào)制域頻率計數(shù)器，包括對被測信號計 數(shù)的E計數(shù)器和對時鐘信號計數(shù)的T計數(shù)器，預備閘門發(fā)生器產(chǎn)生預備閘門信號并發(fā)送至 E同步門；
[0007] 在測頻周期內(nèi)，E同步門在被測信號脈沖到來時觸發(fā)E鎖存器使其鎖存E計數(shù)器的 計數(shù)值，同時E同步門還觸發(fā)T同步門使其在時鐘信號脈沖到來時啟動T鎖存器鎖存T計 數(shù)器計數(shù)值；
[0008] 測量排序電路在E同步門觸發(fā)時產(chǎn)生內(nèi)插脈沖，該內(nèi)插脈沖于T同步門觸發(fā)時結 束；
[0009] 測量排序電路在測頻周期結束時，啟動存儲器分別存儲E鎖存器和T鎖存器內(nèi)的 數(shù)據(jù)，最后由運算處理電路計算得出被測信號頻率。
[0010] 優(yōu)選地，所述預備閘門發(fā)生器為一個可重裝載24位預置數(shù)的計數(shù)器。
[0011] 優(yōu)選地，所述E計數(shù)器為32位ZDT計數(shù)器，所述T計數(shù)器為32位ZDT計數(shù)器。
[0012] 優(yōu)選地，所述測量排序電路為Altera公司的MAX7000CPLD芯片，所述運算處理電 路為Altera公司的MAX7000CPLD芯片。
[0013] 一種調(diào)制域頻率計數(shù)器連續(xù)測頻方法，包括以下步驟：
[0014] 以預備閘門信號相鄰脈沖之間的時間間隔為一個測頻周期，所述預備閘門信號的 脈沖寬度小于等于被測信號相鄰脈沖之間最小時間間隔；
[0015] 在測頻周期中，被測信號上升沿或下降沿到來時，其與即將到來的時鐘信號之間 形成時間差，設定內(nèi)插脈沖的產(chǎn)生時刻等于被測信號上升沿或下降沿時刻，內(nèi)插脈沖寬度 等于所述時間差；
[0016] 在測頻周期中，由計數(shù)器得到該周期內(nèi)被測信號脈沖數(shù)，再由時鐘信號減去內(nèi)插 脈沖寬度分別得到該周期的起始時間；
[0017] 最后計算得到被測信號頻率。
[0018] 優(yōu)選地，所述最小測量周期為預備閘門信號相鄰脈沖上升沿之間的時間間隔，或 下降沿之間的時間間隔。
[0019] 有益效果：本發(fā)明改變了預備閘門信號上升沿開始計數(shù)，下降沿停止計數(shù)的工作 方式，可根據(jù)實際需要計算出相鄰兩點的頻率變化或任意兩點的頻率變化，即把預備閘門 信號的脈沖寬度縮小至小于被測信號相鄰脈沖的最小間隔，使得頻率計數(shù)器能夠連續(xù)測量 被測信號頻率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有頻率計數(shù)器工作時序圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明頻率計數(shù)器工作時序圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明頻率計數(shù)器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各 種等同形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0024] 如圖2所示，fx為被測信號的頻率，f ^為時鐘信號的頻率，對被測信號和時鐘信號 均使用32位ZDT零空載時間計數(shù)器計數(shù)，兩個計數(shù)鏈在測量過程中不間歇地進行計數(shù)。
[0025] 預備閘門信號是由預備閘門發(fā)生器產(chǎn)生，由于測量是連續(xù)的，所以預備閘門信號 也是連續(xù)產(chǎn)生的。當預備閘門信號的上升沿到來時，被測信號打開計數(shù)門。在預備閘門信 號相鄰的上升沿之間，E計數(shù)器對被測信號的上升沿計數(shù)并于第一個被測信號上升沿處產(chǎn) 生內(nèi)插脈沖，內(nèi)插脈沖的脈沖寬度為τ η。
[0026] 在預備閘門信號的兩個相鄰上升沿之間這段時間內(nèi)完成對輸入信號頻率值的測 量。因此，預備閘門信號的每個上升沿標志著一次測量的起始，也標志著一次測量的結束， 這兩者是同時的。
[0027] 在一次測量中，當被測信號第一個上升沿到來時，T計數(shù)器對時鐘信號的脈沖進行 計數(shù)得到脈沖時間n tn。由于被測信號上升沿并不一定與下一個時鐘信號的脈沖在時間上重 合，因此兩者之間會有一個時間差，而內(nèi)插脈沖的脈沖寬度τ η即設定為與該時間差相同。 而被測信號第一個上升沿所對應的確切時刻是tn，因此由時序關系可得：t n= n tn_ τ η。
[0028] 與此同時E計數(shù)器對這一次測量中被測信號的上升沿進行計數(shù)，由于是連續(xù)測量 我們設定在這一次測量中被測信號第一個上升沿處，E計數(shù)器的計數(shù)值為n m，那么到下一 次測量中被測信號第一個上升沿處E計數(shù)器的計數(shù)值即為nm+1。
[0029] 獲取E計數(shù)器的計數(shù)值nm和此上升沿所對應的確切時刻t n。由、與n m，進一步 可得到一次測量的時間段內(nèi)被測信號頻率fx:
【主權項】
1. 一種調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，包括對被測信號計數(shù)的E計數(shù)器和對時鐘信 號計數(shù)的T計數(shù)器，預備閘門發(fā)生器產(chǎn)生預備閘門信號并發(fā)送至E同步門； 在測頻周期內(nèi)，E同步門在被測信號脈沖到來時觸發(fā)E鎖存器使其鎖存E計數(shù)器的計 數(shù)值，同時E同步門還觸發(fā)T同步門使其在時鐘信號脈沖到來時啟動T鎖存器鎖存T計數(shù) 器計數(shù)值； 測量排序電路在E同步門觸發(fā)時產(chǎn)生內(nèi)插脈沖，該內(nèi)插脈沖于T同步門觸發(fā)時結束； 測量排序電路在測頻周期結束時，啟動存儲器分別存儲E鎖存器和T鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)， 最后由運算處理電路計算得出被測信號頻率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，所述預備閘門發(fā)生器為一 個可重裝載24位預置數(shù)的計數(shù)器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，所述E計數(shù)器為32位ZDT 計數(shù)器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，所述T計數(shù)器為32位ZDT 計數(shù)器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，所述測量排序電路為 Altera 公司的 MAX7000 CPLD 芯片。
6. 根據(jù)權利要求1所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器，其特征在于，所述運算處理電路為 Altera 公司的 MAX7000 CPLD 芯片。
7. -種調(diào)制域頻率計數(shù)器連續(xù)測頻方法，其特征在于，包括以下步驟： 以預備閘門信號相鄰脈沖之間的時間間隔為一個測頻周期，所述預備閘門信號的脈沖 寬度小于等于被測信號相鄰脈沖之間最小時間間隔； 在測頻周期中，被測信號上升沿或下降沿到來時，其與即將到來的時鐘信號之間形成 時間差，設定內(nèi)插脈沖的產(chǎn)生時刻等于被測信號上升沿或下降沿時刻，內(nèi)插脈沖寬度等于 所述時間差； 在測頻周期中，由計數(shù)器得到該周期內(nèi)被測信號脈沖數(shù)，再由時鐘信號減去內(nèi)插脈沖 寬度分別得到該周期的起始時間； 最后計算得到被測信號頻率。
8. 根據(jù)權利要求7所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器連續(xù)測頻方法，其特征在于，所述最小測 量周期為預備閘門信號相鄰脈沖上升沿之間的時間間隔。
9. 根據(jù)權利要求7所述的調(diào)制域頻率計數(shù)器連續(xù)測頻方法，其特征在于，所述最小測 量周期為預備閘門信號相鄰脈沖下降沿之間的時間間隔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種調(diào)制域頻率計數(shù)器及其連續(xù)測頻方法，改變了預備閘門信號上升沿開始計數(shù)，下降沿停止計數(shù)的工作方式，可根據(jù)實際需要計算出相鄰兩點的頻率變化或任意兩點的頻率變化，即把預備閘門信號的脈沖寬度縮小至小于被測信號相鄰脈沖的最小間隔，使得頻率計數(shù)器能夠連續(xù)測量被測信號頻率。
【IPC分類】G01R23-10, G01R23-02
【公開號】CN104635046
【申請?zhí)枴緾N201510082488
【發(fā)明人】王雪
【申請人】金陵科技學院
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月15日