一種基于聲表面波傳感器的新型頻率測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頻率測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于聲表面波傳感器的新型頻率測量 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的頻率測量是利用頻率計數(shù)電路，在規(guī)定的時間內(nèi)對頻率信號進行計數(shù)，這 個規(guī)定的時間就是閘門時間，閘門時間是由雙穩(wěn)態(tài)電路提供的。測得的頻率數(shù)值f x，是在閘 門時間Tg內(nèi)對脈沖的計數(shù)值N x與閘門時間T 8的比值，SP f x Nx/Tg。
[0003] 頻率計正常運轉(zhuǎn)時，被計數(shù)的信號脈沖首先通過閘門然后輸入計數(shù)器，一般狀況 下閘門的打開與閉合與計數(shù)脈沖在端口輸入的時間是不同的。因此在相同的閘門時間里， 頻率計數(shù)器對相同的脈沖信號計數(shù)時，最終的顯示值是不一樣的，即有可能產(chǎn)生1個脈沖 誤差值 [2]。Nx會產(chǎn)生誤差，Tg也會產(chǎn)生誤差，這些誤差的疊加就構(gòu)成了實際的測頻誤差。利 用晶振來產(chǎn)生基準時間信號T g，方法是晶振的輸出信號fb通過n級10分頻電路，即T g 10n l/fb。所以，fx Nx/Tg Nx fb/10n。最終測頻法的相對誤差dfx/fx為：
【主權(quán)項】
1. 一種基于聲表面波傳感器的新型頻率測量方法，用于測量兩個頻率相近的聲表面波 傳感器SAWR1和SAWR2差頻后的待測頻率f，其特征在于，包括以下步驟： 1) 測量聲表面波傳感器SAWR1或SAWR2的中界頻率&，中界頻率& #，其中，f。為 測周期時計數(shù)脈沖的頻率，T為直接測頻時選用的閘門時間； 2) 將聲表面波傳感器SAWR1的輸出信號記為輸出頻率f1; 3) 將輸出頻率分別輸入到帶寬為f&fmax和fmin，&的聲表面波帶通濾波器SAWF1與 SAWF2,其中，fmax與fmin分別為聲表面波傳感器SAWR1輸出頻率fi的上限與下限，聲表面波 帶通濾波器SAWF1可以讓輸出頻率&中高于中界頻率h的頻率信號通過，聲表面波帶通濾 波器SAWF2可以讓輸出頻率&中低于中界頻率f^的頻率信號通過； 4) 當& &時，聲表面波帶通濾波器SAWF1輸出高電平并同時觸發(fā)三態(tài)與門1，被測頻 率f經(jīng)過放大整形后變成了一系列的窄脈沖并輸入到三態(tài)與門1，再通過晶體振蕩器輸出 頻率為f。，周期為T。的正弦信號，經(jīng)k次分頻、整形后得到周期為T:kT。的窄脈沖，以此脈 沖觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路1，從雙穩(wěn)態(tài)電路1的輸出端即得到所需要的寬度為基準時間的脈沖 信號即閘門時間脈沖，該閘門時間脈沖一路輸入到三態(tài)與門1、一路輸入到與門1，與門1的 另一個輸入信號是通過聲表面波帶通濾波器SAWF1的輸出頻率，在三態(tài)與門1導(dǎo)通期間， 被測頻率f與基準時間為與的關(guān)系，被測頻率f在T:時間內(nèi)能通過三態(tài)與門1，并輸入 到計數(shù)器進行計數(shù)；與門1輸出高電平信號并觸發(fā)計數(shù)器開始工作，計數(shù)器在1\時間內(nèi)對 f進行計數(shù)，假設(shè)計數(shù)值為隊，則f|，根據(jù)f?的值推算出外界加速度的大小； 5) 當& &時，聲表面波帶通濾波器SAWF2輸出高電平并同時觸發(fā)三態(tài)與門2,被測頻 率f經(jīng)過放大整形后變成了一系列的窄脈沖并輸入到三態(tài)與門2,再通過晶體振蕩器輸出 頻率為f。，周期為T。的正弦信號，經(jīng)k次分頻、整形后得到周期為T:kT。的窄脈沖，以此脈 沖觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路2,從雙穩(wěn)態(tài)電路2的輸出端即得到所需要的寬度為基準時間的脈沖 信號即閘門時間脈沖，該閘門時間脈沖一路輸入到三態(tài)與門2、一路輸入到與門2,與門2的 另一個輸入信號是通過聲表面波帶通濾波器SAWF2的輸出頻率，在三態(tài)與門2導(dǎo)通期間， 被測頻率f與基準時間為與的關(guān)系，f在T:時間內(nèi)能通過三態(tài)與門2,并輸入到計數(shù)器進 行計數(shù)；與門2輸出高電平信號并觸發(fā)計數(shù)器開始工作，計數(shù)器在1；時間內(nèi)對f?進行計數(shù)， 假設(shè)計數(shù)值為N2，可得TxN2T。，其中Tx為被測頻率f的周期，N2為在Tx內(nèi)對標準信號的計 數(shù)值，T。為標準信號的周期，由頻率與周期的關(guān)系可知，ff。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲表面波傳感器的新型頻率測量方法，其特征在于：所 述輸入到計數(shù)器的信號首先用D觸發(fā)器進行降頻得到頻率相對較低的信號，再用數(shù)碼管來 顯示被測結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聲表面波傳感器的新型頻率測量方法，利用聲表面波帶通濾波器對被測頻率進行預(yù)選，高于中界頻率的信號用測頻法，低于中界頻率的信號用側(cè)周期法，再用D觸發(fā)器進行降頻得到頻率相對較低的信號，再用數(shù)碼管來顯示被測結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)測頻法在頻率的上下限處測量時產(chǎn)生的較大誤差的問題，測量精度較之傳統(tǒng)測頻法有相對提高，具有在各個行業(yè)推廣應(yīng)用的價值。
【IPC分類】G01R23-02
【公開號】CN104698271
【申請?zhí)枴緾N201510009093
【發(fā)明人】馬惠鋮, 白海濤, 柴榮軍
【申請人】延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月8日