一种数字频率计及测频方法技术

本发明专利技术涉及测频领域，具体涉及一种数字频率计，包括前处理单元、第一控制单元、第二控制单元和语音播报单元，其中，输入信号经所述前处理单元后输出至第一控制单元，所述第一控制单元连接所述前处理单元，对所述前处理单元的输出信息进行测量，所述第一控制单元还连接第二控制单元，将测量信息传输给第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接键盘，根据键盘的输入信息输出测量信息；所述语音播报单元连接所述第二控制单元，将所述第二控制单元的输出信息进行语音播报，本发明专利技术提供的数字频率计具有测量频率、占空比和时间间隔的功能，且可以进行语音播报，本发明专利技术提供的数字频率计精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种数字频率计及测频方法
本专利技术涉及测频领域，具体涉及一种数字频率计及测频方法。
技术介绍
频率是电子测量领域内的一个重要参数,同时在日常生活中也具有重要意义。由于电子信息产业正在飞速发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中所扮演的角色也日趋重要。传统的频率计通常是模拟频率计，它们一般是由复杂的逻辑电路和时序电路来组成的，这种电路构成的频率计不仅占用空间大、测量效率低，而且各个电路之间会产生较大的信号干扰，这些干扰会使得测量误差增大，影响最后的测量精度。
技术实现思路
本专利技术为解决传统模拟频率计电路复杂、、占用空间大和测量精度低的问题，提供一种数字频率计。本专利技术采用的技术方案：一种数字频率计，包括：前处理单元，输入信号经所述前处理单元后输出至第一控制单元；第一控制单元，所述第一控制单元连接所述前处理单元，对所述前处理单元的输出信息进行测量，所述第一控制单元还连接第二控制单元，将测量信息传输给第二控制单元；第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接键盘，根据键盘的输入信息输出测量信息；语音播报单元，所述语音播报单元连接所述第二控制单元，将所述第二控制单元的输出信息进行语音播报。进一步地，所述前处理单元包括极性变换电路，所述极性变换电路将所述输入信号变换为单极性信号。具体地，所述极性变换电路包括三极管Q1、三级管Q4、可调电阻Ra、电阻R15、电阻R2和电容C8，所述三极管Q1的集电极连接输入信号，所述三极管Q1的基极连接三极管Q4的基极，所述三极管Q1的基极经可调电阻Ra连接电源，所述三极管Q1的发射极经电阻R15连接所述三极管Q4的集电极，所述所述三极管Q1的发射极经电阻R2接地，所述三极管Q4的发射极连接电源，同时所述三极管Q4的发射极经电容C8接地。进一步地，所述前处理单元还包括整形滤波电路，所述整形滤波电路连接所述极性变换电路，将所述极性变换电路的输出信号变换为可被第一控制单元识别的信号。具体地，所述整形滤波电路包括芯片U1、RC滤波电路、电阻R10、电阻R12和电阻R14，所述芯片U1的Cin端和所述芯片U1的Cin’端连接所述极性变换电路，所述芯片U1的Cout’端经所述RC滤波电路连接所述芯片U1的Bin端和所述芯片U1的Bout端，所述芯片U1的Cout连接所述芯片U1的Bin’端，所述芯片U1的Bin’端经电阻R10接地，所述芯片U1的Ain端和所述芯片U1的Bout’端经电阻R12接地，所述芯片U1的Aout’端输出所述可被第一控制单元识别的信号，所述芯片U1的Aout端经电阻R14接地。进一步地，所述前处理单元还包括后级放大电路，所述后级放大电路的输入端连接所述整形滤波电路的输出端，所述后级放大电路的输出端连接所述第一控制单元。具体地，所述后级放大电路包括三极管Q5、三极管Q6、电阻R13、电阻R17和电阻R18，所述三极管Q5的基极连接所述整形滤波电路的输出端，同时所述三极管Q5的基极经电阻R13接地，所述三极管Q5的集电极连接所述第一控制单元，同时所述三极管Q5的集电极经电阻R17接地，所述三极管Q5的发射极经电阻R18连接三极管Q6的发射极，三极管Q6的基极连接所述整形滤波电路，所述三极管Q6的集电极接地。进一步地，所述语音播报单元包括语音合成模块和喇叭，所述语音合成模块的输入端连接所述第二控制单元，所述语音合成模块的输出端连接所述喇叭。本专利技术为解决传统模拟频率计电路复杂、、占用空间大和测量精度低的问题，提供一种数字频率计。对待测信号进行处理得到方波信号；对标准信号和所述方波信号同时计数；根据计数结果计算所述待测信号的频率，所述待测信号的频率计算方法为：其中Nx为被测信号的计数值，NS为标准信号的计数值，fs为标准信号的频率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的数字频率计通过对待测信号进行处理使待测信号满足第一控制单元的要求，通过第一控制单元对待测进行测量，然后根据第二控制单元的要求输出对应测量信息，本专利技术不再采用逻辑电路和时序电路，解决了传统模拟频率计占用空间大、信号干扰大、测量精度低的问题，本专利技术提供了频率计的测量精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的数字频率计的原理框图；图2为本专利技术实施例提供的前处理单元的电路图；图3为本专利技术实施例提供的前处理单元的电路图中A处(极性变换电路)的放大图；图4为本专利技术实施例提供的前处理单元的电路图中B处(整形滤波电路)的放大图；图5为本专利技术实施例提供的前处理单元的电路图中C处(后级放大电路)的放大图；图6为本专利技术实施例提供的前处理单元的电路图D(过载保护电路)处放大图；图7为本专利技术实施例提供的FPGA的电路图；图8为本专利技术实施例提供的数字频率计工作流程图；图9为本专利技术实施例提供的语音播报单元的电路图；图10为本专利技术实施例提供的时间间隔的测量原理图；图11为本专利技术实施例提供的占空比的测量原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术实施例提供的一种数字频率计，该频率计包括前处理单元、第一控制单元、第二控制单元和语音播报单元，其中，输入信号经前处理单元后输出至第一控制单元，第一控制单元连接前处理单元，对前处理单元的输出信息进行测量，第一控制单元还连接第二控制单元，将测量信息传输给第二控制单元，第二控制单元的输入端连接键盘，根据键盘的输入信息输出测量信息，语音播报单元连接第二控制单元，将第二控制单元的输出信息进行语音播报。需要说明的是，本实施例提供的数字频率计通过对待测信号进行处理使待测信号满足第一控制单元的要求，通过第一控制单元对待测和标准信号同时计数，进而计算待测信号的频率、时间、时间间隔和占空比等信息，然后根据第二控制单元的要求输出对应测量信息，本实施例不再采用逻辑电路和时序电路，解决了传统模拟频率计信号干扰大、测量精度低的问题。具体地，本实施例提供的待测信号为两路，分别为第一输入信号和第二输入信号，两路输入信号为同频周期信号。作为本实施例提供的前处理单元的具体实施例，如图2和图3所示，前处理单元包括极性变换电路、整形滤波电路和后级放大电路，通过极性变换电路将输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字频率计，其特征在于，包括：/n前处理单元，待测信号经所述前处理单元后输出至第一控制单元；/n第一控制单元，所述第一控制单元连接所述前处理单元，对所述前处理单元的输出信息进行测量，所述第一控制单元还连接第二控制单元，将测量信息传输给第二控制单元；/n第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接键盘，根据键盘的输入信息输出测量信息；/n语音播报单元，所述语音播报单元连接所述第二控制单元，将所述第二控制单元的输出信息进行语音播报。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字频率计，其特征在于，包括：
前处理单元，待测信号经所述前处理单元后输出至第一控制单元；
第一控制单元，所述第一控制单元连接所述前处理单元，对所述前处理单元的输出信息进行测量，所述第一控制单元还连接第二控制单元，将测量信息传输给第二控制单元；
第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接键盘，根据键盘的输入信息输出测量信息；
语音播报单元，所述语音播报单元连接所述第二控制单元，将所述第二控制单元的输出信息进行语音播报。


2.根据权利要求1所述的数字频率计，其特征在于，所述前处理单元包括极性变换电路，所述极性变换电路将所述输入信号变换为单极性信号。


3.根据权利要求2所述的数字频率计，其特征在于，所述极性变换电路包括三极管Q1、三级管Q4、可调电阻Ra、电阻R15、电阻R2和电容C8，所述三极管Q1的集电极连接待测信号，所述三极管Q1的基极连接三极管Q4的基极，所述三极管Q1的基极经可调电阻Ra连接电源，所述三极管Q1的发射极经电阻R15连接所述三极管Q4的集电极，所述所述三极管Q1的发射极经电阻R2接地，所述三极管Q4的发射极连接电源，同时所述三极管Q4的发射极经电容C8接地。


4.根据权利要求2所述的数字频率计，其特征在于，所述前处理单元还包括整形滤波电路，所述整形滤波电路连接所述极性变换电路，将所述极性变换电路的输出信号变换为可被第一控制单元识别的信号。


5.根据权利要求4所述的数字频率计，其特征在于，所述整形滤波电路包括芯片U1、RC滤波电路、电阻R10、电阻R12和电阻R14，所述芯片U1的Cin端和所述芯片U1的Cin’端连接所述极性变换电路，所述芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔渊，陈子玉，高倩，钱铮，陈祝洋，房鸿旭，丁磊，张丽，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32