一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，屬于頻率計(jì)數(shù)器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前用于測(cè)量電信號(hào)的儀器分為時(shí)域測(cè)試儀器、頻域測(cè)試儀器和調(diào)制域測(cè)試儀器 三大類。時(shí)域測(cè)試儀器：它對(duì)信號(hào)的時(shí)域變化進(jìn)行觀測(cè)，顯示信號(hào)隨時(shí)間而變化的電壓（幅 度）值；頻域測(cè)試儀器：它觀測(cè)信號(hào)的頻域變化，顯示隨頻率而變化的輸入信號(hào)幅度值；調(diào) 制域測(cè)試儀器：它觀測(cè)信號(hào)調(diào)制域的變化，顯示隨時(shí)間而變化的信號(hào)的頻率值。
[0003] 目前，高分辨率頻率計(jì)數(shù)器主要采用倒數(shù)測(cè)量技術(shù)+模擬內(nèi)插技術(shù)來進(jìn)行頻率測(cè) 量。
[0004] 如圖1所示，fx為被測(cè)信號(hào)的頻率，f C1為基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率，當(dāng)預(yù)備閘門信號(hào)的上升 沿到來時(shí)，被測(cè)信號(hào)fx打開計(jì)數(shù)門，進(jìn)行被測(cè)信號(hào)和時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)，內(nèi)插擴(kuò)展單元進(jìn)行展 寬計(jì)數(shù)。當(dāng)預(yù)備閘門信號(hào)的下降沿到來時(shí)，被測(cè)信號(hào)f x關(guān)閉計(jì)數(shù)門，停止被測(cè)信號(hào)和時(shí)鐘 脈沖的計(jì)數(shù)，內(nèi)插擴(kuò)展單元結(jié)束展寬計(jì)數(shù)?？梢姰?dāng)需要進(jìn)行頻率的連續(xù)測(cè)量時(shí)，由于預(yù)備閘 門信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)低電平時(shí)間較長，導(dǎo)致在其低電平時(shí)會(huì)遺漏被測(cè)信號(hào)的脈沖計(jì)數(shù)，無法 實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)信號(hào)頻率的連續(xù)測(cè) 量。
[0006] 技術(shù)方案：本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，包括對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì) 數(shù)的E計(jì)數(shù)器和對(duì)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)的T計(jì)數(shù)器，預(yù)備閘門發(fā)生器產(chǎn)生預(yù)備閘門信號(hào)并發(fā)送至 E同步門；
[0007] 在測(cè)頻周期內(nèi)，E同步門在被測(cè)信號(hào)脈沖到來時(shí)觸發(fā)E鎖存器使其鎖存E計(jì)數(shù)器的 計(jì)數(shù)值，同時(shí)E同步門還觸發(fā)T同步門使其在時(shí)鐘信號(hào)脈沖到來時(shí)啟動(dòng)T鎖存器鎖存T計(jì) 數(shù)器計(jì)數(shù)值；
[0008] 測(cè)量排序電路在E同步門觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)插脈沖，該內(nèi)插脈沖于T同步門觸發(fā)時(shí)結(jié) 束；
[0009] 測(cè)量排序電路在測(cè)頻周期結(jié)束時(shí)，啟動(dòng)存儲(chǔ)器分別存儲(chǔ)E鎖存器和T鎖存器內(nèi)的 數(shù)據(jù)，最后由運(yùn)算處理電路計(jì)算得出被測(cè)信號(hào)頻率。
[0010] 優(yōu)選地，所述預(yù)備閘門發(fā)生器為一個(gè)可重裝載24位預(yù)置數(shù)的計(jì)數(shù)器。
[0011] 優(yōu)選地，所述E計(jì)數(shù)器為32位ZDT計(jì)數(shù)器，所述T計(jì)數(shù)器為32位ZDT計(jì)數(shù)器。
[0012] 優(yōu)選地，所述測(cè)量排序電路為Altera公司的MAX7000 CPLD芯片，所述運(yùn)算處理電 路為Altera公司的MAX7000 CPLD芯片。
[0013] 一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器連續(xù)測(cè)頻方法，包括以下步驟：
[0014] 以預(yù)備閘門信號(hào)相鄰脈沖之間的時(shí)間間隔為一個(gè)測(cè)頻周期，所述預(yù)備閘門信號(hào)的 脈沖寬度小于等于被測(cè)信號(hào)相鄰脈沖之間最小時(shí)間間隔；
[0015] 在測(cè)頻周期中，被測(cè)信號(hào)上升沿或下降沿到來時(shí)，其與即將到來的時(shí)鐘信號(hào)之間 形成時(shí)間差，設(shè)定內(nèi)插脈沖的產(chǎn)生時(shí)刻等于被測(cè)信號(hào)上升沿或下降沿時(shí)刻，內(nèi)插脈沖寬度 等于所述時(shí)間差；
[0016] 在測(cè)頻周期中，由計(jì)數(shù)器得到該周期內(nèi)被測(cè)信號(hào)脈沖數(shù)，再由時(shí)鐘信號(hào)減去內(nèi)插 脈沖寬度分別得到該周期的起始時(shí)間；
[0017] 最后計(jì)算得到被測(cè)信號(hào)頻率。
[0018] 優(yōu)選地，所述最小測(cè)量周期為預(yù)備閘門信號(hào)相鄰脈沖上升沿之間的時(shí)間間隔，或 下降沿之間的時(shí)間間隔。
[0019] 有益效果：本發(fā)明改變了預(yù)備閘門信號(hào)上升沿開始計(jì)數(shù)，下降沿停止計(jì)數(shù)的工作 方式，可根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算出相鄰兩點(diǎn)的頻率變化或任意兩點(diǎn)的頻率變化，即把預(yù)備閘門 信號(hào)的脈沖寬度縮小至小于被測(cè)信號(hào)相鄰脈沖的最小間隔，使得頻率計(jì)數(shù)器能夠連續(xù)測(cè)量 被測(cè)信號(hào)頻率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有頻率計(jì)數(shù)器工作時(shí)序圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明頻率計(jì)數(shù)器工作時(shí)序圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明頻率計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等同形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0024] 如圖2所示，fx為被測(cè)信號(hào)的頻率，f ^為時(shí)鐘信號(hào)的頻率，對(duì)被測(cè)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào) 均使用32位ZDT零空載時(shí)間計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，兩個(gè)計(jì)數(shù)鏈在測(cè)量過程中不間歇地進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0025] 預(yù)備閘門信號(hào)是由預(yù)備閘門發(fā)生器產(chǎn)生，由于測(cè)量是連續(xù)的，所以預(yù)備閘門信號(hào) 也是連續(xù)產(chǎn)生的。當(dāng)預(yù)備閘門信號(hào)的上升沿到來時(shí)，被測(cè)信號(hào)打開計(jì)數(shù)門。在預(yù)備閘門信 號(hào)相鄰的上升沿之間，E計(jì)數(shù)器對(duì)被測(cè)信號(hào)的上升沿計(jì)數(shù)并于第一個(gè)被測(cè)信號(hào)上升沿處產(chǎn) 生內(nèi)插脈沖，內(nèi)插脈沖的脈沖寬度為τ η。
[0026] 在預(yù)備閘門信號(hào)的兩個(gè)相鄰上升沿之間這段時(shí)間內(nèi)完成對(duì)輸入信號(hào)頻率值的測(cè) 量。因此，預(yù)備閘門信號(hào)的每個(gè)上升沿標(biāo)志著一次測(cè)量的起始，也標(biāo)志著一次測(cè)量的結(jié)束， 這兩者是同時(shí)的。
[0027] 在一次測(cè)量中，當(dāng)被測(cè)信號(hào)第一個(gè)上升沿到來時(shí)，T計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖進(jìn)行 計(jì)數(shù)得到脈沖時(shí)間n tn。由于被測(cè)信號(hào)上升沿并不一定與下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖在時(shí)間上重 合，因此兩者之間會(huì)有一個(gè)時(shí)間差，而內(nèi)插脈沖的脈沖寬度τ η即設(shè)定為與該時(shí)間差相同。 而被測(cè)信號(hào)第一個(gè)上升沿所對(duì)應(yīng)的確切時(shí)刻是tn，因此由時(shí)序關(guān)系可得：t n= n tn_ τ η。
[0028] 與此同時(shí)E計(jì)數(shù)器對(duì)這一次測(cè)量中被測(cè)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于是連續(xù)測(cè)量 我們?cè)O(shè)定在這一次測(cè)量中被測(cè)信號(hào)第一個(gè)上升沿處，E計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為n m，那么到下一 次測(cè)量中被測(cè)信號(hào)第一個(gè)上升沿處E計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值即為nm+1。
[0029] 獲取E計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值nm和此上升沿所對(duì)應(yīng)的確切時(shí)刻t n。由、與n m，進(jìn)一步 可得到一次測(cè)量的時(shí)間段內(nèi)被測(cè)信號(hào)頻率fx:
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，包括對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)的E計(jì)數(shù)器和對(duì)時(shí)鐘信 號(hào)計(jì)數(shù)的T計(jì)數(shù)器，預(yù)備閘門發(fā)生器產(chǎn)生預(yù)備閘門信號(hào)并發(fā)送至E同步門； 在測(cè)頻周期內(nèi)，E同步門在被測(cè)信號(hào)脈沖到來時(shí)觸發(fā)E鎖存器使其鎖存E計(jì)數(shù)器的計(jì) 數(shù)值，同時(shí)E同步門還觸發(fā)T同步門使其在時(shí)鐘信號(hào)脈沖到來時(shí)啟動(dòng)T鎖存器鎖存T計(jì)數(shù) 器計(jì)數(shù)值； 測(cè)量排序電路在E同步門觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)插脈沖，該內(nèi)插脈沖于T同步門觸發(fā)時(shí)結(jié)束； 測(cè)量排序電路在測(cè)頻周期結(jié)束時(shí)，啟動(dòng)存儲(chǔ)器分別存儲(chǔ)E鎖存器和T鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)， 最后由運(yùn)算處理電路計(jì)算得出被測(cè)信號(hào)頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述預(yù)備閘門發(fā)生器為一 個(gè)可重裝載24位預(yù)置數(shù)的計(jì)數(shù)器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述E計(jì)數(shù)器為32位ZDT 計(jì)數(shù)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述T計(jì)數(shù)器為32位ZDT 計(jì)數(shù)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述測(cè)量排序電路為 Altera 公司的 MAX7000CPLD 芯片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述運(yùn)算處理電路為 Altera 公司的 MAX7000CPLD 芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種調(diào)制域頻率計(jì)數(shù)器，包括對(duì)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)的E計(jì)數(shù)器和對(duì)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)的T計(jì)數(shù)器，預(yù)備閘門發(fā)生器產(chǎn)生預(yù)備閘門信號(hào)并發(fā)送至E同步門；在測(cè)頻周期內(nèi)，E同步門在被測(cè)信號(hào)脈沖到來時(shí)觸發(fā)E鎖存器使其鎖存E計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，同時(shí)E同步門還觸發(fā)T同步門使其在時(shí)鐘信號(hào)脈沖到來時(shí)啟動(dòng)T鎖存器鎖存T計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值；測(cè)量排序電路在E同步門觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)插脈沖，該內(nèi)插脈沖于T同步門觸發(fā)時(shí)結(jié)束；測(cè)量排序電路在測(cè)頻周期結(jié)束時(shí)，啟動(dòng)存儲(chǔ)器分別存儲(chǔ)E鎖存器和T鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，最后由運(yùn)算處理電路計(jì)算得出被測(cè)信號(hào)頻率。改變了預(yù)備閘門信號(hào)上升沿開始計(jì)數(shù)，下降沿停止計(jì)數(shù)的工作方式，可根據(jù)實(shí)際需要計(jì)算出相鄰兩點(diǎn)的頻率變化或任意兩點(diǎn)的頻率變化。
【IPC分類】G01R23-02, G01R23-10
【公開號(hào)】CN204422648
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520111919
【發(fā)明人】王雪
【申請(qǐng)人】金陵科技學(xué)院
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日