高精度智能频率计制造技术

一种高精度智能频率计，由预处理及多路选通电路、分频、计数器、监测电路组成，以八位单片频率计集成电路为主芯片，实现超过八位有效数字的计数分辨率，实现高精度宽范围的时间和频率计测，实现时基频率的自动监测、自动选择量程和闸门时间、自动按定间隔时间对多路信号进行循环测试、自动计算误差并加以修正、自动记录和打印，易于实现人机对话、屏幕显示，并可汉化处理，准确度可达１０＋［－９］或１０＋［－１０］数量级。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种高精度智能频率计，属于时间频率测量仪器。目前国内外的频率计数器，其性能主要取决于测量精度和测量功能两方面的指标。为了提高性能，往往采用十分复杂的电路结构，从而使成本和销售价格变得十分昂贵。本技术的目的之一，旨在提供一种低成本的巧妙的电路结构，以及相应的程序处理方案，来提高测量精度。传统频率计的测量精度取决于两个因素，一是计数时产生的固有量化误差（即由于末位读数的不确定性引起±一个尾数字的计数误差），二是仪器本身的时基准确度。本技术用现有的八位单片频率计集成电路（例如ICM7216D、7226等）为主芯片，实现超过八位（例如9位、10位或11位）计数分辨率的计数精度，从而大大减少了固有量化误差。同时，在仪器内安装有时基监测电路，连续不断地用中央电视台播出节目的彩色副载频信号进行比对，使仪器的测频精度基本上不受时基准确度的影响，而仅仅依赖于时基晶振的稳定度。本技术的目的之二，旨在提供一种低成本的巧妙的电路结构，以及相应的程序处理方案，扩充仪器的使用功能，主要包括：根据被测信号的初测结果或用户要求自动设定最佳测量方式，从预热阶段开始自动分析或记录时基晶振的稳定过程，自动分析统计测量结果、修-->正测量误差，自动记录测量的时间、条件及结果，自动按设定间隔时间对多路信号进行循环测试，以及对人机接口进行汉化处理。本技术的电路结构如图1所示，由输入信号预处理及多路选通电路（1）、可程控同步预分频电路（2）、主芯片八位单片计数器（3）、高稳时基和可程控分频电路（4）、时基监测电路（5）、微机系统（7）、外部设备（6）构成。它们的连接关系及各部分的主要作用是这样的：输入信号预处理及多路选通电路（1）将待测信号变为幅度和频率范围都符合一定规范的数字脉冲信号，并在有多路待测信号源的情况下进行切换选择，送往可程控同步预分频电路（2）。可程控同步预分频电路（2）除了使待测信号转换成10MHZ以下的频率，以适应主芯片（3）对输入信号的参数要求以外，待测频率的扩充尾数可在此读出。其中同步控制是为了在每一次测试之始，对预分频计数器清0，并在测试过程中与主芯片（3）的计数时间保持同步，以保证读取尾数的有效性。另外，在周期测量时，本级电路可扩充多周期测量的倍率。预分频的系数（÷1、÷2、÷5或÷10）以及是否保持同步，由微机系统（7）程控。预分频电路的输出信号，送往主芯片（3）。高稳时基和可程控分频电路（4）由高稳定度振荡电路及振荡信号的倍频器和可程控分频电路组成，可提供不同档次的时基频率，一方面供时基监测电路（5）比对监测，一方面进入主芯片（3）作为时间基准信号。时间基准信号变换档次，可使主芯片（3）扩充新的测试量程档次，以获取不同分辨率的测量数据。时基监测电路（5）如图2所示，由彩电副载频接收器、锁相指示器、倍-->频器及监测计数器构成。时基监测电路可以不停地连续重复工作，使微机系统（7）随时都可确知时基的工作状态、稳定度、准确度。倍频器倍率的选择，应当与监测计数器的最高计数频率相称，以获取尽量高精度的监测结果。当然，监测计数器的最高计数频率，又应当与高稳晶振（4）的稳定度指标相称，这样才能以最合理的成本和电路配置，实现整机的最高测量精度，监测计数器也可以用主芯片（3）分时复用。微机系统（7）与其它所有各部分相连，对所有各部分都进行程控，并可读取各部分的工作状态和有关数据。在微机系统（7）的控制下，根据读取的数据和状态，用程序判优的结果实现程控换档，选择最佳量程和档次的组合。外部设备（6）主要是人机接口，包括输入键盘、显示器、微型打印机等，也包括实时时钟、外部存贮器等可选设备。键盘命令除了测量内容和量程选择以外，包括对多路信号按规定间隔时间进行循环测试的选择，以及校时和置数校频。所谓置数校频，指的是在无法稳定接收中央台彩电节目时，将最新的校频结果人工键入。为了加强人机对话能力，人机接口实现汉字化，显示和打印装置采用点阵式的部件，显示器不少于120×32点，打印机每行不少于120点，微机系统（7）的内部存放100字左右经过精选确定的汉字库，从国家标准GB5199中提取15×16点阵字形数据。图3为实施例1，但未包括微机系统（7）及外部设备（6）。图4为可与图3相配合的微机系统（7）和外部设备（6）的一种配置方案例。图5为图4方案的一种程序框图，其中图5－1为主程序，图5－2-->为键盘中断处理程序。图6为采用APPLE－Ⅱ微型机取代图4的另一种配置方案例。其中EPROM2764用于存放频率计的处理程序。图7为实施例2。下面对一些具体问题进行补充说明：一、关于扩充计数分辨率：在测频时，如果选用较短的闸门时间，测量结果只能得到较少的有效数据位，但是，微机系统（7）可以据此判断待测频率的范围，以便选择最合理的档位和量程，同时，因其高位数据不会溢出，可以保留记录。而选择较长的闸门时间，分辨率高，主芯片（3）的计数结果可能超过8位，其高位数据产生溢出。微机系统（7）可以选择不同的闸门时间先后对同一待测频率进行测试，并将测试记录的头尾互相补充，就可获得9位以上的有效数据。例如待测频率FX＝90123456.78HZ，预分频系数n＝10，测得记录为闸门时间主芯片输出的有效数字（8位）预分频电路尾数（1位）0.01S000901234100S01234567(商位溢出）8两个数字相比较（头尾互相补充，中间对位判误），得0  0  0  9  0  1  2  3  4(×××012345678)/9012345678-->测试结果为FX＝90123.45678KHZ（共计十位有效数字）。对于有效数据位的扩充办法，还应当补充指出：①对低频信号的测量（例如低于10KHZ的信号），由程序处理换档为周期测量，并设定时基频率为10KHZ，而将预分频电路（2）用作多周期测量的扩充倍率，此时可达到较高的计数分辨率。如果产生进位溢出，则以类同前述的办法恢复溢出数据。测得周期TX以后，可根据公式FX＝1/(TX)自动计算其倒数。②预分频电路的同步控制门电路延时，在尾数为0时，有可能丢失一个进位，尽管丢失的几率极小，程序处理时仍应读判尾数，必要时进行重测处理。二、关于高稳晶振稳定过程的自动分析：高稳晶振一般要经过几十分钟或更长的预热时间才能进入稳定工作，对于其稳定情况的判断，主要有两个依据，一是实测彩电副载频已经充分接近已知的准确数值，二是连续监测副载频的过程中，本次测试与上次测试结果相同。考虑到±1个数字的固有量化误差，当尾数相差值在±2以内时，程序就判断为结果相同，并可取其平均值作为记录数字。以上两者同时成立时，就认为高稳晶振已经稳定工作，允许开始测频。三、本技术的全部电路，都可以设计为便携式结构。图1电路结构；图2时基监测电路；图3实施例1；-->图4微机配置方案1；图5程序框图；图6微机配置方案2；图7实施例2。本频率计以八位单片频率计集成电路为主芯片，实现超过八位有效数字的计数分辨率，实现高精度宽范围的时间和频率计测。测试过程中的复杂换档和计算过程，在微机系统的控制下进行，实现时基频率的自动监测、自动选择量程和闸门时间、自动按定间隔时间对多路信号进行循环测试、自动计算误差并加以修正、自动记录或打印。易于实现人机对话本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度智能频率计，其特征在于具有输入信号预处理及多路选通电路（１）、可程控同步预分频电路（２）、主芯片八位单片计数器（３）、高稳时基和可程控预分频电路（４）、时基监测电路（５）、微机系统（７）及其外部设备（６），各部分电路的连接关系是，输入信号预处理电路及多路选通电路（１）通过可程控预分频电路（２）与主计数器（３）相连接，高稳时基和可程控预分频电路（４）同时与主计数器（３）及时基监测电路（５）相连接，微机系统（７）与电路（１）至（６）均相连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种高精度智能频率计，其特征在于具有输入信号预处理及多路选通电路(1)、可程控同步预分频电路(2)、主芯片八位单片计数器(3)、高稳时基和可程控预分频电路(4)、时基监测电路(5)、微机系统(7)及其外部设备(6)，各部分电路的连接关系是，输入信号预处理电路及多路选通电路(1)通过可程控...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文粱，张学庄，朱星火，
申请(专利权)人：谢文粱，张学庄，朱星火，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]