電子電路課程設(shè)計(jì)：題目F 數(shù)字頻率計(jì)

2016年華南師范大學(xué)課程設(shè)計(jì)數(shù)字頻率計(jì)

基本要求閘門(mén)時(shí)間為1s

(1)頻率和周期測(cè)量功能

a．被測(cè)信號(hào)為正弦波，頻率范圍為1Hz～5MHz；

b．被測(cè)信號(hào)有效值電壓范圍為50mV～1V；

c．測(cè)量相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于10-4。(2)測(cè)量數(shù)據(jù)刷新時(shí)間不大于2s，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，并能自動(dòng)顯示單位。須顯示實(shí)驗(yàn)作者學(xué)號(hào)。發(fā)揮要求2．發(fā)揮部分(1)頻率和周期測(cè)量時(shí)被測(cè)正弦信號(hào)的最小有效值電壓為10mV。（2）被測(cè)信號(hào)為正弦波，頻率范圍為1Hz～20MHz；題目分析一、設(shè)計(jì)者特定背景知識(shí)的自查與準(zhǔn)備

二、頂層要求的確認(rèn)——要實(shí)現(xiàn)的測(cè)量功能以及測(cè)量精度。即明確“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求：①測(cè)量功能：測(cè)頻、測(cè)周期。②測(cè)頻、測(cè)周期誤差：≤0.1%；在頂層設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)明確的主要技術(shù)指標(biāo)：①被測(cè)信號(hào)的頻率范：1Hz～5MHz;誤差≤0.1%(基本要求);1Hz～20MHz,誤差≤0.1%（發(fā)揮要求）③閘門(mén)時(shí)間：1s；顯示刷新時(shí)間在2s以內(nèi)。至此，對(duì)該題“做什么”以及“做到何種程度”——即質(zhì)量的要求也就明確了。

下一步工作就轉(zhuǎn)向分析實(shí)現(xiàn)該頻率計(jì)的各項(xiàng)要求所應(yīng)當(dāng)采用的測(cè)量方法。對(duì)各種數(shù)字化測(cè)頻、測(cè)周法的±1誤差進(jìn)行比較:1.直接測(cè)量法

被測(cè)的fx越

低,測(cè)頻±1誤差越大;

被測(cè)的fx越高,測(cè)周±1誤差越大;2.直接與間接測(cè)量相結(jié)合的方法

中界頻率:

fm==

（1.7)

當(dāng)fx≥

fm時(shí),直接測(cè)頻,間接測(cè)周;

當(dāng)

fx≤

fm時(shí),直接測(cè)周,間接測(cè)頻.3.多周期同步測(cè)量法(倒數(shù)計(jì)數(shù)器法)

從根本上消除了±1誤差,實(shí)現(xiàn)了等精度測(cè)量1.1.3測(cè)量方法的分析與比較技術(shù)指標(biāo)測(cè)量功能：測(cè)頻、測(cè)周期測(cè)量誤差：0.1%被測(cè)信號(hào)頻率范圍：1Hz~10MHz閘門(mén)時(shí)間：1S數(shù)據(jù)刷新時(shí)間在2S以內(nèi)調(diào)查研究，確定方案一，基本方法

1。測(cè)頻法

2。測(cè)時(shí)法

3?；旌戏?/p>

4。等精度測(cè)量法測(cè)頻法被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)器主門(mén)閘門(mén)信號(hào)1S1SNN/T=N/1S=f

測(cè)周期法計(jì)數(shù)器主門(mén)被測(cè)信號(hào)TT時(shí)標(biāo)信號(hào)toT=NtoN可間接測(cè)頻混合法測(cè)量精確度=測(cè)量誤差/測(cè)量結(jié)果測(cè)量誤差=量化誤差+系統(tǒng)誤差量化誤差俗稱正負(fù)一誤差，是一種原理性誤差，是不可避免的。結(jié)果數(shù)字越大，量化所引起的誤差越小對(duì)高頻信號(hào)宜測(cè)頻對(duì)低頻信號(hào)宜測(cè)周期混合法選擇一個(gè)中介頻率，高于fm使用測(cè)頻方法，低于fm時(shí)使用測(cè)周期方法。

需要對(duì)信號(hào)預(yù)測(cè)，并用控制電路加以控制。混合法等精度測(cè)量法等精度測(cè)量法同步測(cè)量等精度測(cè)量法K個(gè)周期只有一次±1誤差，將測(cè)量誤差降低了k倍多周期測(cè)量被測(cè)信號(hào)預(yù)制閘門(mén)同步閘門(mén)時(shí)標(biāo)脈沖TxNATcNBNA=T/TxNB=T/TcNA/NB=Tc/Tx=fx/fcfx=fc?

NA/NB等精度測(cè)量法NA不存在±誤差NB是NA個(gè)被測(cè)周期對(duì)fc的計(jì)數(shù)結(jié)果，只有一個(gè)±誤差可以選取較高的fc使NB很大，因而在任何頻段都可達(dá)到同樣精度f(wàn)x=fc?

NA/NB等精度測(cè)量法精度高，與頻率源在同一數(shù)量級(jí)與頻率高、低無(wú)關(guān)（等精度）屬多周期同步測(cè)量，對(duì)頻率測(cè)量要經(jīng)換算（倒數(shù)計(jì)數(shù)器），電路控制復(fù)雜

方案的選擇1.測(cè)量方法的選擇選用多周期同步測(cè)量法2.實(shí)現(xiàn)技術(shù)的選擇①