一种信号频率测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种信号频率测量方法及系统，属于测量控制技术领域，一种信号频率测量方法，包括步骤：S1、获取待测信号；S2、对待测信号进行初步测量，获取基准测量时长内待测信号的脉冲个数，并根据脉冲个数确定待测信号的频率范围；S3、根据频率范围和测量精度，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理；S4、对虚拟分频或倍频处理后的待测信号进行测量，获取测量结果，并根据测量结果计算待测信号的实际频率。通过对现有的计数法进行改进，根据测量精度要求，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理，消除了单片机时钟频率的限制，拓宽了测量范围，满足不同待测信号的测量精度，并提高测量速度，解决现有低频和高频信号的测量精确度较低的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种信号频率测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及测量控制
，具体涉及一种信号频率测量方法及系统。

技术介绍

[0002]在工控系统中，通常采用频率计测量信号，现有的计数法频率计，基于单片机进行频率测量，通常在1s时间内，使用计数器对待测信号进行计数，则计数器的计数结果就是信号的频率。
[0003]但是这种计数法频率计，针对低频信号的测量精度很低，甚至难以测量；由于单片机时钟频率的限制，难以保证高频信号的测量精度。为了提高低频和高频信号的测量精确度，对低频信号采用周期法测量，而对高频信号采用计数法测量。但是低频信号采用周期法测量的精度较低，而且耗时较长；高频信号采用计数法精度差别较大，而且单片机测量过高频率的信号误差较大。

技术实现思路

[0004]为了解决现有低频和高频信号的测量精确度较低的技术问题，本专利技术对计数法进行改进，实现低频和高频信号的测量，提供一种信号频率测量方法及其系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种信号频率测量方法，包括步骤：
[0006]S1、获取待测信号；
[0007]S2、对待测信号进行初步测量，获取基准测量时长内待测信号的脉冲个数，并根据脉冲个数确定待测信号的频率范围；
[0008]S3、根据频率范围和测量精度，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理；
[0009]S4、对虚拟分频或倍频处理后的待测信号进行测量，获取测量结果，并根据测量结果计算待测信号的实际频率。
[0010]作为上述信号频率测量方法的一种优化方案，S2包括步骤S21、S22和S23，
[0011]S21、设置基准测量时长T，T＝10
‑
n
s，n为整数；
[0012]S22、获取基准测量时长T内待测信号的脉冲个数L；
[0013]S23、比较脉冲个数L与判决门限m，当L＞m时确定待测信号的频率范围当L≤m时，基准测量时长T按照预定的比例K扩大，其中K为10，并循环X次直至基准测量时长KXT内待测信号的脉冲个数L＞m，X为正整数，获取其频率范围其中m为正整数，且m＝k
‑
1。
[0014]作为上述信号频率测量方法的另一种优化方案，S3的具体方法为：测量精度为0.1～1％，当n
‑
x＞1时，对待测信号进行虚拟分频处理；当n
‑
x≤1时，对待测信号进行倍频处理。
[0015]作为上述信号频率测量方法的另一种优化方案，待测信号倍频处理或虚拟分频处
理的比例为P＝101‑
(n
‑
x)
。
[0016]作为上述信号频率测量方法的另一种优化方案，S4中实际频率的计算方法为F＝Q/P。
[0017]一种信号频率测量系统，包括：
[0018]获取模块，用于获取待测信号；
[0019]测量模块，根据基准测量时长内待测信号的脉冲个数，获取待测信号的频率范围；
[0020]处理模块，根据频率范围，对待测信号进行倍频或虚拟分频处理；
[0021]计算模块，测量结果乘以倍频或分频的倒数，计算待测信号的实际频率值。
[0022]作为上述信号频率测量系统的一种优化方案，获取模块包括锁相环，测量模块包括定时计数器、第一双同步加法计数器、第二双同步加法计数器和两个定时器；处理模块包括第一模拟开关、第二模拟开关、第一双同步加法计数器和第二双同步加法计数器；计算模块包括处理器。
[0023]作为上述信号频率测量系统的另一种优化方案，锁相环的输入通道和第一模拟开关的输入通道均与待测信号的信号源电性连接，锁相环的输出通道和第一双同步加法计数器的输入通道均与第一模拟开关的输入通道电性连接，第二双同步加法计数器的输入通道和第二模拟开关的输入通道均与第一双同步加法计数器的输出通道电性连接，第二双同步加法计数器的输出通道也和第二模拟开关的输入通道电性连接，且第一模拟开关和第二模拟开关均与处理器电性连接。
[0024]作为上述信号频率测量系统的另一种优化方案，还包括显示模块，显示待测信号的实际频率值。
[0025]有益效果：
[0026]1.本专利技术所述一种信号频率测量方法，对现有的计数法进行改进，通过设定基准测量时长，并获取基准测量时长内待测信号的脉冲个数，判断待测信号的频率范围，根据测量精度要求，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理，使取基准测量时长内测信号的脉冲个数和判决门限进行比对，直至基准测量时长内待测信号的脉冲个数大于判决门限值，此种信号频率测量方法消除了单片机时钟频率的限制，拓宽了待测信号的测量范围，满足不同待测信号的测量精度，提高了信号的测量速度。
[0027]2.本专利技术所述一种信号频率测量系统，基于获取模块、测量模块、处理模块和计算模块，实现待测信号的处理测量及计算，并通过显示模块进行显示，将待测信号的倍频或虚拟分频的快速切换，满足不同待测信号的频率测量需求。
附图说明
[0028]图1为本专利技术信号频率测量系统实施例的示意图；
[0029]图2为本专利技术信号频率测量方法实施例的示意图；
[0030]图3为图2中测量计算待测信号实际频率值的示意图；
[0031]图4为图2中测量待测信号步骤的示意图；
具体实施方式
[0032]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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0033]本专利技术所述一种信号频率测量方法，所述信号频率测量方法基于计数法实现，针对从低频到高频的较宽频率范围内的信号，不仅可以自动测量其频率，获得相近的信号频率测量精度，而且提高了信号的测量速度。
[0034]一种信号频率测量方法包括以下步骤：
[0035]S1、获取待测信号；
[0036]S2、对待测信号进行初步测量，获取基准测量时长内待测信号的脉冲个数，并根据脉冲个数确定待测信号的频率范围；
[0037]S21、设置基准测量时长T，T＝10
‑
n
s，n为整数；
[0038]S22、获取基准测量时长T内待测信号的脉冲个数L；
[0039]S23、比较脉冲个数L与判决门限m，当L＞m时确定待测信号的频率范围当L≤m时，基准测量时长T按照预定的比例K扩大，为了便于快速测量，其中K为10，并循环X次直至基准测量时长K
X
T内待测信号的脉冲个数L＞m，X为正整数，获取其频率范围其中m为正整数，且m＝k
‑
1，m为9。
[0040]S3、根据频率范围和测量精度，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理，基于测量速度，测量精度为0.1～1％，即当n
‑
x＞1时，比如当频率范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号频率测量方法，包括步骤：S1、获取待测信号；S2、对待测信号进行初步测量，获取基准测量时长内待测信号的脉冲个数，并根据脉冲个数确定待测信号的频率范围；S3、根据频率范围和测量精度，对待测信号进行虚拟分频或倍频处理；S4、对虚拟分频或倍频处理后的待测信号进行测量，获取测量结果，并根据测量结果计算待测信号的实际频率。2.根据权利要求1一种信号频率测量方法，其特征在于：S2包括步骤S21、S22和S23，S21、设置基准测量时长T，T＝10
‑
n
s，n为整数；S22、获取基准测量时长T内待测信号的脉冲个数L；S23、比较脉冲个数L与判决门限m，当L＞m时确定待测信号的频率范围Q＝[10
n+1
，10
n+2
]，当L≤m时，基准测量时长T按照预定的比例K扩大，其中K为10，并循环X次直至基准测量时长K
X
T内待测信号的脉冲个数L＞m，X为正整数，获取其频率范围Q＝[10
n
‑
x+1
，10
n
‑
x+2
]，其中m为正整数，且m＝k
‑
1。3.根据权利要求2一种信号频率测量方法，其特征在于：S3的具体方法为：测量精度为0.1～1％，当n
‑
x＞1时，对待测信号进行虚拟分频处理；当n
‑
x≤1时，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：