本发明专利技术公开了一种脉冲频率测量方法和装置，首先RC延时单元储存相位差信息，当被测信号电平变化时，利用被测信号电平进行充电或者放电，电容电压反映出被测信号与测量时钟的相位差；上升沿相位差检测单元对被测信号上升沿时RC延时单元上电容的电压转换为数字量；下降沿相位差检测单元对被测信号下降沿时RC延时单元上电容的电压转换为数字量；数据缓存单元对转换数据进行缓存；时序控制单元对测量过程的时序进行控制；嵌入式单片机运用测量的相位差信息对被测信号进行补偿，实现脉冲频率的测量。采用了本发明专利技术的技术方案，能够有效地降低测量的不确定度和误差，提高了频率测量精确度，且实时性好，成本较低，易于实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业测控
，尤其涉及一种脉冲频率测量方法和装置。
技术介绍
脉冲频率测量是工业测控中的重要领域，比如在风力发电的发电机组测试和控制中，就有较多的脉冲信号需要进行频率测量，包括风电机组核心部件的发电机的转速和变浆控制时变浆电机的转速等信息，都是通过测量与之同轴链接的光电编码器的频率信号得到的。因此，脉冲频率测量的精度，直接影响到风电机组的控制精度。常用的脉冲频率测量方法有测频法、测周法以及多周期同步法等。测频法相对测量时间较长，主要适用于高频测量；测周法相对测量速度快，主要应用于低频测量，但其存在1个测量时钟周期的固有误差，影响测试精确度；多周期同步法测试精确度相对较高，但是测试实时性随之降低。近年来，借助于嵌入式技术的不断发展，模拟内插值法、游标法以及相位补偿法等新方法，使测试精确度不断提高，但很多新方法的测试原理不易实现且成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种脉冲频率测量方法和装置，能够有效地降低测量的不确定度和误差，提高了频率测量精确度，且实时性好，成本较低，易于实现。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案一种脉冲频率测量方法，包括以下步骤RC延时单元储存相位差信息，当被测信号电平变化时，RC延时单元利用被测信号电平进行充电或者放电，电容电压反映出被测信号与测量时钟的相位差；上升沿相位差检测单元对被测信号上升沿时RC延时单元上电容的电压转换为数子里；下降沿相位差检测单元对被测信号下降沿时RC延时单元上电容的电压转换为数子里；数据缓存单元对上升沿相位差检测单元和下降沿相位差检测单元的转换数据进行缓存，用于嵌入式单片机读取；时序控制单元对测量过程的时序进行控制；嵌入式单片机运用测量的相位差信息对被测信号进行补偿，实现脉冲频率的测量。上升沿相位差检测包括以下步骤被测信号由低电平跳变为高电平，RC延时单元开始充电，Vec电压逐渐升高；上升沿相位差检测单元将Vkc与分为N段的基准电压进行比较，其中N为正整数， 将VK。电压值实时转换为二进制数值Q ；当测量时钟信号的上升沿到来时，时序控制单元控制数据缓存单元将转换数据Q进行锁存，并向嵌入式单片机发出读取数据的信号；嵌入式单片机读取数据缓存单元的数据Q，数据Q值的大小表征VK。电压的大小， 同时，由电容充电电压与时间的关系，计算出被测信号与测量时钟之间的时间差，即二者之间的相位差；利用相位差对被测信号的周期测量值进行补偿。相位差补偿进一步包括以下步骤对被测信号进行二分频；对测量时钟进行上升沿和下降沿同时计数的双沿计数方法；通过测量被测信号的高电平期间的周期，测得被测信号的频率；在脉冲频率测量波形中，被测信号的周期为权利要求1.一种脉冲频率测量方法，其特征在于，包括以下步骤RC延时单元储存相位差信息，当被测信号电平变化时，RC延时单元利用被测信号电平进行充电或者放电，电容电压反映出被测信号与测量时钟的相位差；上升沿相位差检测单元对被测信号上升沿时RC延时单元上电容的电压转换为数字量；下降沿相位差检测单元对被测信号下降沿时RC延时单元上电容的电压转换为数字量；数据缓存单元对上升沿相位差检测单元和下降沿相位差检测单元的转换数据进行缓存，用于嵌入式单片机读取；时序控制单元对测量过程的时序进行控制；嵌入式单片机运用测量的相位差信息对被测信号进行补偿，实现脉冲频率的测量。2.根据权利要求1所述的一种脉冲频率测量方法，其特征在于，上升沿相位差检测包括以下步骤被测信号由低电平跳变为高电平，RC延时单元开始充电，Vec电压逐渐升高； 上升沿相位差检测单元将Vkc与分为N段的基准电压进行比较，其中N为正整数，将Vkc 电压值实时转换为二进制数值Q ；当测量时钟信号的上升沿到来时，时序控制单元控制数据缓存单元将转换数据Q进行锁存，并向嵌入式单片机发出读取数据的信号；嵌入式单片机读取数据缓存单元的数据Q，数据Q值的大小表征Vk电压的大小，同时， 由电容充电电压与时间的关系，计算出被测信号与测量时钟之间的时间差，即二者之间的相位差；利用相位差对被测信号的周期测量值进行补偿。3.根据权利要求1所述的一种脉冲频率测量方法，其特征在于，相位差补偿进一步包括以下步骤对被测信号进行二分频；对测量时钟进行上升沿和下降沿同时计数的双沿计数方法； 通过测量被测信号的高电平期间的周期，测得被测信号的频率； 在脉冲频率测量波形中，被测信号的周期为4.根据权利要求1所述的一种脉冲频率测量方法，其特征在于，RC延时单元时间常数确定步骤包括Vec电压变化由如下公式表示F =V (l-in ，其中，Vh为信号高电平的电压值，τ为RC延时单元的时间常数，RC H ν‘即 τ = RC ；在上升沿相位差检测单元中，将电压比较分为N段，取测量基准脉冲周期为Ttl，则Vk与基准比较电压之间的关系为」N-IVRC=VH(l-e ΟΙ_νΛΜ) = —-^h ；—2Ν、RC延时单元的时间常数为 2Ν\ηΝ °5.根据权利要求1所述的一种脉冲频率测量方法，其特征在于，上升沿相位差检测单元电阻值确定步骤包括令第i个时间等分点上RC延时单元输出的电压值Vkc等于第i个电阻Rh上输出端的基准电压Vh的分压值；当1彡i彡N-I时，由分压原理得/NTRJFh ，其中， —InAT求取分压电阻的比例系数时，设Rri =艮，则当i = 1时，根据上述公式求得上升沿相位差检测电路中分压电阻阻值之和R^ ，由此可得各分压电阻值为Rn=RrJT:1, \<i<N-\<N-\RN-\.KrN = RrSUM _ Σ Rr； = "T^F _ Σ Rr；、 ；=1 1 _ ^ ；=1根据实际的电阻值分布和上述公式的系数比，选取一组电阻值，设计上升沿相位差检测单元。6.根据权利要求1所述的一种脉冲频率测量方法，其特征在于，下降沿相位差检测单元电阻值确定步骤包括设与参考电压相连的电阻为I^fl，且I^fl = &，则下降沿相位差检测单元中各分压电阻阻值为Rfi=RfJT:1, \<i<N — \ J J^ W-I.R^d-ZRf,，根据实际的电阻值分布和上述公式的系数比，选取一组电阻值，设计下降沿相位差检测单元。7.—种脉冲频率测量装置，其特征在于，包括RC延时单元、上升沿相位差检测单元、下降沿相位差检测单元、数据缓存单元、时序控制单元和嵌入式单片机，RC延时单元分别与上升沿相位差检测单元和下降沿相位差检测单元连接，数据缓存单元分别与上升沿相位差检测单元、下降沿相位差检测单元和嵌入式单片机连接，其中，RC延时单元用于储存相位差信息，当被测信号电平变化时，RC延时单元利用被测信号电平进行充电或者放电，电容电压反映出被测信号与测量时钟的相位差；上升沿相位差检测单元用于对被测信号上升沿时RC延时单元上电容的电压转换为数子里；下降沿相位差检测单元用于对被测信号下降沿时RC延时单元上电容的电压转换为数子里；数据缓存单元用于对上升沿相位差检测单元和下降沿相位差检测单元的转换数据进行缓存，提供嵌入式单片机读取；时序控制单元用于对测量过程的时序进行控制；嵌入式单片机用于运用测量的相位差信息对被测信号进行补偿，实现脉冲频率的测量。全文摘要本专利技术公开了一种脉冲频率测量方法和装置，首先RC延时单元储存本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种脉冲频率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：ＲＣ延时单元储存相位差信息，当被测信号电平变化时，ＲＣ延时单元利用被测信号电平进行充电或者放电，电容电压反映出被测信号与测量时钟的相位差；上升沿相位差检测单元对被测信号上升沿时ＲＣ延时单元上电容的电压转换为数字量；下降沿相位差检测单元对被测信号下降沿时ＲＣ延时单元上电容的电压转换为数字量；数据缓存单元对上升沿相位差检测单元和下降沿相位差检测单元的转换数据进行缓存，用于嵌入式单片机读取；时序控制单元对测量过程的时序进行控制；嵌入式单片机运用测量的相位差信息对被测信号进行补偿，实现脉冲频率的测量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪正军，徐佳园，原美琳，潘磊，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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