一种测频系统及其测频方法技术方案

本发明专利技术涉及一种测频系统及其测频方法，系统包括待测信号滤波模块、锁存和清零信号产生模块、整周期计数器模块、填充脉冲计数器模块和计数锁存模块；待测信号滤波模块用于对待测信号进行滤波处理；锁存和清零信号产生模块用于产生定时锁存信号和定时清零信号；整周期计数器模块用于对整周期待测信号脉冲计数并将所得值发送给计数锁存模块；填充脉冲计数器模块用于对与非整周期待测信号对应时间内的高频填充脉冲计数并将所得值发送给计数锁存模块；计数锁存模块用于接收整周期计数器模块所发送的计数值并存储，还用于接收填充脉冲计数器模块所发送的计数值并处理和存储。本发明专利技术解决了现有技术中测频结果跳动误差大的问题，提高了频率测量的准确度。

A frequency measuring system and method

【技术实现步骤摘要】
一种测频系统及其测频方法
本专利技术属于测频
，涉及一种测频系统及其测频方法，用于惯导系统。
技术介绍
惯导系统中，测频通常采用振梁加速度计，振梁加速度计在测频过程中对其输入的加速度用两路TTL方波信号的频率差表示，为真实反应输入的加速度，对两路方波信号的频率测量要同步连续进行，尤其是在大动态条件下，同步、连续、高速的要求更加严格。另外，通过多只振梁加速度计同步测量有利于提高惯导系统解算精度，为此，通常采用大动态高精度FDC(频率数字转换)同时对多只振梁加速度计输出的TTL方波信号进行同步、连续、高速、精确测频，以连续测量同一时间间隔内的多只振梁加速度计的输入加速度，从而确保单只振梁加速度计的测量精度和惯导系统的解算精度。目前，在大动态高精度测频中，通常选用一个频率较低的标准频率信号作为闸门信号，将待测信号作为填充脉冲，对闸门内待测信号进行计数，通过时钟域同步，计算出闸门时间内被测脉冲整周期数；同时，为提高测频的精度，采用高频(约1Mhz至100Mhz)脉冲对非整周期部分时间进行填充，对非整周期的相位值进行细化。常规大动态高精度测频过程中，频率计算公式为递推公式，细化的非整周期高频相位值，通常由处理器在软件中锁存；而且，计算必须使用相邻两次有效测量值；如果测频过程中出现丢拍，则计算频率所用数据不是连续测量的数据，会直接导致测量所得频率值出现大幅偏离正常值的异常现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种测频系统及其测频方法，增强测频的稳定可靠性，以保障测频结果的准确性。本专利技术解决问题的技术方案是：一种测频系统，包括待测信号滤波模块、锁存和清零信号产生模块、整周期计数器模块、填充脉冲计数器模块和计数锁存模块；其中，所述待测信号滤波模块用于对待测信号进行滤波处理，并将经滤波处理后的待测信号分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；所述锁存和清零信号产生模块用于根据定时信号输出产生定时锁存信号和定时清零信号，并将所产生的定时锁存信号同时分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块，将所产生的定时清零信号同时分别发送所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；所述整周期计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内整周期待测信号脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述整周期计数器模块内的计数进行清零；所述填充脉冲计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内与非整周期待测信号对应时间内的高频填充脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述填充脉冲计数器模块内的计数进行清零；所述计数锁存模块用于接收所述整周期计数器模块所发送的计数值并进行存储；还用于接收所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值并进行处理，并将处理后所得值进行存储。进一步地，在本专利技术所述的测频系统中，所述整周期为从待测信号的一个上升沿到待测信号的下一个上升沿的期间；所述非整周期为采样闸门周期时间内，从采样闸门的第一个上升沿到待测信号的第一个上升沿的期间。进一步地，在本专利技术所述的测频系统中，在所述计数锁存模块中，对所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值进行处理时，将所得相邻的高频填充脉冲计数值进行差值计算处理，并将计算所得差值进行存储。基于上述本专利技术的测频系统，本专利技术还提供了一种测频方法，包括：将测频系统用于惯导系统中，在所述惯导系统中设有处理器和定时器，所述测频系统与所述处理器相连接，其中，通过所述定时器向所述测频系统发送定时信号，通过所述测频系统向所述处理器发送测频用数据，通过所述处理器对所述测频用数据进行处理得到待测信号的频率；在所述测频系统中：通过待测信号滤波模块对待测信号进行滤波处理，并将经滤波处理后的待测信号分别发送给整周期计数器模块和填充脉冲计数器模块；通过锁存和清零信号产生模块根据所述定时信号输出产生定时锁存信号和定时清零信号，并将所产生的定时锁存信号同时分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块，将所产生的定时清零信号同时分别发送所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；通过所述整周期计数器模块接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号；所述整周期计数器模块根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内整周期待测信号脉冲计数，将所得计数值发送给计数锁存模块；所述整周期计数器模块根据所接收的定时清零信号对所述整周期计数器模块内的计数进行清零；通过所述填充脉冲计数器模块接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，所述填充脉冲计数器模块根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内与非整周期待测信号对应时间内的高频填充脉冲计数，将所得计数值发送给计数锁存模块；所述填充脉冲计数器模块根据所接收的定时清零信号对所述填充脉冲计数器模块内的计数进行清零；通过所述计数锁存模块接收所述整周期计数器模块所发送的计数值并进行存储；通过所述计数锁存模块接收所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值并进行处理，并将处理后所得值进行存储。进一步地，在本专利技术所述的测频方法中，所述计数锁存模块通过总线接口向所述处理器发送所述测频用数据。进一步地，在本专利技术所述的测频方法中，在所述计数锁存模块中，对所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值进行处理时，将所得相邻的高频填充脉冲计数值进行差值计算处理，并将计算所得差值进行存储；所述测频系统通过所述计数锁存模块向所述处理器发送测频用数据，所述测频用数据包括整周期待测信号脉冲计数值、以及相邻高频填充脉冲计数差值。优选地，在本专利技术所述的测频方法中，在所述处理器中，对所述测频用数据进行处理得到待测信号的频率，对所述测频用数据进行处理采用的公式如下：(1)TxiNxi＝Ts-Ti-1+Ti(2)TxiNxi＝Ts-T0n0i-1+T0n0i式中，Ts为采样闸门周期；Ti为第i个非整周期；Ti-1为第i-1个非整周期；T0为高频填充脉冲的周期；Txi为待测信号的周期；n0i-1为Ti-1非整周期内高频填充脉冲计数；n0i为Ti非整周期内高频填充脉冲计数；Nxi为Ts时间内的整周期待测信号脉冲计数值；fs为采样闸门的频率；f0为高频填充脉冲的频率；fxi为待测信号的频率；Δn为相邻高频填充脉冲计数差值，Δn＝n0i-n0i-1。进一步地，在本专利技术所述的测频方法中，所述整周期为从待测信号的一个上升沿到待测信号的下一个上升沿的期间；所述非整周期为采样闸门周期时间内，从采样闸门的第一个上升沿到待测信号的第一个上升沿的期间。优选地，在本专利技术所述的测频方法中，所述采样闸门为测频周期的基准；所述采样闸门周期为采样闸门的第一个上升沿到下一个上升沿的期间；所述上升沿为低电平到高电平的变化起始时间。优选地，在本专利技术所述的测频方法中，所述惯导系统为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测频系统，包括待测信号滤波模块、锁存和清零信号产生模块、整周期计数器模块、填充脉冲计数器模块和计数锁存模块；其中，/n所述待测信号滤波模块用于对待测信号进行滤波处理，并将经滤波处理后的待测信号分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；/n所述锁存和清零信号产生模块用于根据定时信号输出产生定时锁存信号和定时清零信号，并将所产生的定时锁存信号同时分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块，将所产生的定时清零信号同时分别发送所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；/n所述整周期计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内整周期待测信号脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述整周期计数器模块内的计数进行清零；/n所述填充脉冲计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内与非整周期待测信号对应时间内的高频填充脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述填充脉冲计数器模块内的计数进行清零；/n所述计数锁存模块用于接收所述整周期计数器模块所发送的计数值并进行存储；还用于接收所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值并进行处理，并将处理后所得值进行存储。/n...

【技术特征摘要】
1.一种测频系统，包括待测信号滤波模块、锁存和清零信号产生模块、整周期计数器模块、填充脉冲计数器模块和计数锁存模块；其中，
所述待测信号滤波模块用于对待测信号进行滤波处理，并将经滤波处理后的待测信号分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；
所述锁存和清零信号产生模块用于根据定时信号输出产生定时锁存信号和定时清零信号，并将所产生的定时锁存信号同时分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块，将所产生的定时清零信号同时分别发送所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；
所述整周期计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内整周期待测信号脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述整周期计数器模块内的计数进行清零；
所述填充脉冲计数器模块用于接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号，并根据所接收的定时锁存信号对采样闸门周期时间内与非整周期待测信号对应时间内的高频填充脉冲计数，将所得计数值发送给所述计数锁存模块；以及根据所接收的定时清零信号对所述填充脉冲计数器模块内的计数进行清零；
所述计数锁存模块用于接收所述整周期计数器模块所发送的计数值并进行存储；还用于接收所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值并进行处理，并将处理后所得值进行存储。


2.根据权利要求1所述的测频系统，其特征在于，所述整周期为从待测信号的一个上升沿到待测信号的下一个上升沿的期间；
所述非整周期为采样闸门周期时间内，从采样闸门的第一个上升沿到待测信号的第一个上升沿的期间。


3.根据权利要求1或2所述的测频系统，其特征在于，在所述计数锁存模块中，对所述填充脉冲计数器模块所发送的计数值进行处理时，将所得相邻的高频填充脉冲计数值进行差值计算处理，并将计算所得差值进行存储。


4.一种应用权利要求1至3中任一项所述的测频系统进行测频的方法，包括：将测频系统用于惯导系统中，在所述惯导系统中设有处理器和定时器，所述测频系统与所述处理器相连接，其中，通过所述定时器向所述测频系统发送定时信号，通过所述测频系统向所述处理器发送测频用数据，通过所述处理器对所述测频用数据进行处理得到待测信号的频率；在所述测频系统中：
通过待测信号滤波模块对待测信号进行滤波处理，并将经滤波处理后的待测信号分别发送给整周期计数器模块和填充脉冲计数器模块；
通过锁存和清零信号产生模块根据所述定时信号输出产生定时锁存信号和定时清零信号，并将所产生的定时锁存信号同时分别发送给所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块，将所产生的定时清零信号同时分别发送所述整周期计数器模块和所述填充脉冲计数器模块；
通过所述整周期计数器模块接收所述经滤波处理后的待测信号、定时锁存信号和定时清零信号；所述整...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓庆，赵振涌，何杰，王宁，张伟彬，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11