等精度测频原理

ARM的等精度测频在机组转速测控中的应用

传统测量方法有2种，一种是测频法(M 法)，是对被测信号在闸门时间(T—Nfo，N 个基准信号脉冲的时间)内的脉冲进行计数(计数值为M)，被测信号的频率为，误差为另一种是测周法(T法)，是在被测信号一个周期内对基准脉冲计数(计数值为N)，被测信号的频率为，误差为。

其中，为基准信号频率准确度，通常可达；对于测频法，在相同的闸门时间内，对于任意的f不能保证在T时间内正好有M 个T ，因此会产生最大±1个T 的量化误差，并且随着被测频率f 减小，M 减小，误差越大，因此，测频法只对高频信号有较好的测量精度；对于测周法，随着被测频率．f 增大，N 越小，误差越大，因此测周法只对低频信号有较好的测量精度。在测量范围比较宽时，采用上述2种方法相结合的方式，无疑对提高测量精度是有效的，但又存在着如下问题：一是整个频段测量精度不一致；二是中界频率附近频繁切换测量方法，误差大，实时性差。

2 等精度测量方法的原理及误差分析

等精度测频法是在传统测频方法基础上发展起来的测频方法，并且在各个领域的测频中得到了越来越多的应用。

等精度测频法原理。

设置2个计数器，计数器1对被测信号进行计数，计数器2对基准信号

基于单片机的等精度数字测频

在电子技术领域内，频率是一个最基本的参数，频率与其他许多电参量的测量方案，测量后果都有十分密切的关系。因此，频率的测量就显得更为重要，而且，目前在电子测量中，频率的测量精确度最高。

由于数字电路的飞速发展和数字集成电路的普及，电子计数器已成为近代测量的重要手段。它可严格按照式f=N/T所表达的频率的定义进行测频，原理方框图如图1所示。

放大整形 闸 门 计数译码显示 fx 门控信号 石英放大整形 分 频 控制电源 振荡器 图1：电子计数器测频原理方框图

首先，被测信号通过放大整形，形成幅度一致，形状一致是计数脉冲。然后，M将它加到闸门的一个输入端，闸门由门控信号来控制其关闭时间。计得的脉冲送至译码，再送显示器显示出来。而由晶振产生的1MHz的振荡信号经放大整形，形成方波，经多个10分频10s,1s,0.1s,0.01s,1ms,那么有fx=N/T符合测频定义。根据f=N/T，不难看出，采用计数器测频的测量误差，一方面决定于闸门时间T准不准确，即由晶振提供的标准频率的准确度ΔT/T=-(Δfo/fo)；另一方面决定于计数器计得的数准不准，即“±1误差”，ΔN/N=±1/N=±

基于单片机的等精度数字测频

在电子技术领域内，频率是一个最基本的参数，频率与其他许多电参量的测量方案，测量后果都有十分密切的关系。因此，频率的测量就显得更为重要，而且，目前在电子测量中，频率的测量精确度最高。

由于数字电路的飞速发展和数字集成电路的普及，电子计数器已成为近代测量的重要手段。它可严格按照式f=N/T所表达的频率的定义进行测频，原理方框图如图1所示。

放大整形 闸 门 计数译码显示 fx 门控信号 石英放大整形 分 频 控制电源 振荡器 图1：电子计数器测频原理方框图

首先，被测信号通过放大整形，形成幅度一致，形状一致是计数脉冲。然后，M将它加到闸门的一个输入端，闸门由门控信号来控制其关闭时间。计得的脉冲送至译码，再送显示器显示出来。而由晶振产生的1MHz的振荡信号经放大整形，形成方波，经多个10分频10s,1s,0.1s,0.01s,1ms,那么有fx=N/T符合测频定义。根据f=N/T，不难看出，采用计数器测频的测量误差，一方面决定于闸门时间T准不准确，即由晶振提供的标准频率的准确度ΔT/T=-(Δfo/fo)；另一方面决定于计数器计得的数准不准，即“±1误差”，ΔN/N=±1/N=±

双臂电桥测低值电阻的等非等精度测量不确定度评定

摘 要 以双臂电桥测低值电阻电阻率的实验数据处理为例，本文研究等精度测量的不确定度评定方法及非等精度测量的两种不确定度评定方法，探讨不等精度测量中B类不确定度对处理结果的影响。并且给出了针对具有两个线性变量而其它待测量真值不变的多待测量实验的不确定度的直线拟合法，且由实验数据的对比分析表明了其合理性和准确性。

【关键词】双臂电桥 等精度测量 非等精度测量 不确定度评定 1 引言

直流双臂电桥测低值电阻电阻率是一个广泛开展的综合性大学物理实验，其不同于中学的测量电阻的方法和对间接测量量的不确定度评定对引导学生理解大学物理和中学物理的异同上发挥着重要作用；对开拓学生的物理思维和启发学生运用不同方法测量物理量方面具有重要的意义。在双臂电桥测电阻时可以采用电阻长度不变的等精度测量和电阻长度变化的非等精度测量（广义的非等精度测量）两种方案。对不同方案，处理不确定度时应该选择不同的处理方法。等精度测量数据的不确定度有各类教材和参考书可做参考；

部分论文对其它实验的非等精度的不确定度进行了处理，但不同的不确定度处理方法的结果之间或者非等精度和等精度测量的处理结果间的比较存在较大差异，

附录D:

DZ

中华人民共和国地质矿产行业标准

DZ／T 0071—93

地面高精度磁测技术规程

1993—05—18发布 1994—01—01实施

中华人民共和国地质矿产部 发布

32

目 次

1 主题内容与适用范围 ???????????????????? D-2 2 引用标准 ????????????????????????? D-2 3 名词术语 ????????????????????????? D-2 4 工作任务 ????????????????????????? D-2 5 技术设计 ????????????????????????? D-3 6 仪器设备 ????????????????????????? D-7 7 野外工作 ????????????????????????? D-8 8 资料整理、图件编制与成果提交 ??????????????? D-11 附录A 磁力仪性能的校验(补充件) ??????????????? D-13 附录B 高精度磁测的各项改正与基站To值测定工作(补充件) ??? D-16 附录C 用微机质子磁力仪测定岩(矿)石标本的方

等精度频率计

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机和FPGA构成的最小系统为核心,以89C52单片机作为控

制中心，汇编语言编程。FPGA 主芯片是Altera 公司的Cyclone 系列的EP1C6Q240C8，VHDL语言编程， 内设双向口，等精度测频模块，键盘编码扫描

模块等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机和FPGA构成的最小系统为核心,以89C52单片机作为控

制中心，汇编语言编程。FPGA 主芯片是Altera 公司的Cyclone 系列的EP1C6Q240C8，VHDL语言编程， 内设双向口，等精度测频模块，键盘编码扫描

模块等。测频模块的片外输入采

作者：孙林军 杨招弟 任战涛 指导老师：冯杰

（黄冈师范学院 物理科学于技术学院 孙林军 杨招弟 任战涛 黄冈 438000）

摘要：本设计以单片机

武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 高增礼 专业班级： 通信1104 指导教师： 陈适 工作单位： 信息工程学院

题 目: 采用测频原理的数字频率计 要求完成的主要任务:

1. 采用测频法，设计一个4位十进制数字显示的数字频率计 2. 其测量的范围为1~9999KHz

课程设计进度安排

序 阶段内容 号 1 2 3 4

所需时间 1天 2天 1天 1天 方案设计 软件设计 系统调试 撰写报告 合 计 5天 指导教师签名： 年 月 日

系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

I

武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计说明书

目 录

摘 要 .................................................................................................... ........................I

※※※※※※※※※ ※※

※※

2011级

※ ※

单片机课程设计

※※※※※※※※※

单片机课程设计报告书

课题名称 姓 名 学 号 院、系、部 专 业 指导教师

2014年6月26日

测频仪设计

电气工程系 电气工程及其自动化

测频仪设计

一、设计目的

本次课程社级是用单片机进行的测频仪系统设计，完成频率的测试和频率范围的选择，并在八位数码管上相应的显示结果。设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的89c52单片机，输入不同频率的频率。显示采用八位数码管。软件方面从分析测频仪的功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。通过独立设计方案并自己动手用测频仪电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。

二、设计要求

本次课程设计，我选择的课题是单片机测频仪硬软件设计，设计任务为： 1、测量并显示所测频率； 2、通过按键切换测量范围；

3、本机地址为07H，当接到上位机发的07H时，则回发07H。当接到上位机发的AAH时，则将所测频率发给上位机；

4、具有较强的抗干

摘 要

随着电子信息产业的不断发展，信号频率的测量在科技研究和实际应用中的作用日益重要。传统的频率计通常是用很多的逻辑电路和时序电路来实现的，这种电路一般运行缓慢，而且测量频率的范围比较小。考虑到上述问题，本论文设计一个基于单片机技术的数字频率计。首先，我们把待测信号经过放大整形；然后把信号送入单片机的定时计数器里进行计数，获得频率值；最后把测得的频率数值送入显示电路里进行显示。本文从频率计的原理出发，介绍了基于单片机的数字频率计的设计方案，选择了实现系统得各种电路元器件，并对硬件电路进行了仿真。

关键字：单片机，频率计，测量

I

目录

第1章 第2章

引言 ................................................................................................................. 1 方案论证 ......................................................................................................... 2

2.1 数字频率计设计的几种方案

4.1 电子计数器的测频方法

教学目的

1.了解通用计数器的基本组成

2. 掌握电子计数器的测频原理

教学重点及难点

1. 电子计数器的测频原理 4.1.1频率计数器的组成

教学方式：讲授 教学过程：

1.门控计数法测量原理

门控计数法可理解为：在规定的时间内打开闸门，让信号进入计数电路做累加计数，在已知的标准时间内累计未知的待测输入信号的脉冲个数，就实现频率测量；在未知的待测的时间间隔内累计已知的标准时间脉冲个数，就实现周期或时间间隔的测量。 2.通用计数器的基本组成

除主门、计数电路和数字显示器外，通用计数器还包括两个放大整形电路和一个门控双稳触发器。从A通道输入频率为fA的A信号，经放大、整形变换为计数脉冲信号，接至闸门“1”端。从B通道输入频率为fB的B信号，也经放大、整形变换为周期为TB的矩形脉冲信号。这个矩形脉冲信号接至主门“2”端以触发门控双稳态触发器，使它输出一个宽度为TB的门控时间脉冲信号（开门脉冲），控制闸门的开门时间。

通用电子计数器的基本功能是测量频率、周期、频率比、时间间隔和自检等。计数器输入通道所加信号的不同组合，决定了所实现的测量功能。 4.1.2频率测量

电子计数器按照式f?N的定义进行频率测量.原理如图4－1