[實用新型]頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量裝置

無效

• 申請號: 201020104579.3
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN201589814U
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 張偉玉;董晉峰;趙金才
• 申請（專利權）人: 天津農學院
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/14
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本實用新型屬于信號處理領域，尤其是一種頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量裝置。

背景技術

頻率輸出型傳感器的輸出信號通常帶有幾十KHz～幾MHz的中心頻率，該中心頻率是固定的，不隨測量參數的變化而變化，測量參數引起輸出頻率的變化量通常不超過中心頻率的10％。現有的頻率測量方法通常是對傳感器輸出的絕對頻率進行測量，例如：(1)記數法：該方法一般以秒作為閘門對待測頻率進行計數，其存在的問題是：±1的計數誤差，對小頻率增量的分辨力低，雖然可以通過延長閘門時間來滿足分辨力的要求，但是降低了傳感器的實時性；(2)周期法：該方法以待測頻率的一個或多個周期作為閘門并對一個已知頻率進行計數，其存在的問題是：±1的計數誤差，要提高對小頻率增量的分辨力，測量電路的計數速度應很高，實際應用中很難滿足，其分辨力還隨待測頻率的增加而降低，雖然通過更多周期作為閘門可滿足分辨力的要求，但同樣降低了傳感器的實時性。因此，采用絕對頻率對頻率輸出型傳感器輸出的測量存在著實時性差、分辨力低而導致測量精度低等問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實時性強、高分辨力、高精度的頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量裝置。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種頻率輸出型頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量裝置，包括可編程邏輯器件及其連接的待測頻率單元、頻率顯示輸出單元，可編程邏輯單元由頻率粗測單元、減法運算單元、頻率合成單元、邏輯混頻單元、加法運算單元、差頻測量單元及譯碼單元構成，待測頻率單元、頻率粗測單元、減法運算單元及頻率合成單元依次相連接，頻率合成單元的另一輸入端與外設的基準頻率單元相連接，頻率合成單元的輸出端及待測頻率單元分別連接到邏輯混頻單元的兩輸入端，邏輯混頻單元的兩輸出端與加法運算單元相連接，加法運算單元與外設的幅值調整單元、低通濾波單元及整形電路單元依次相連接，整形電路單元的輸出端及基準頻率單元的輸出端分別連接到差頻測量單元的兩輸入端，差頻測量單元通過顯示譯碼單元連接到頻率顯示單元。

而且，所述的差頻測量單元還通過輸出調整單元與外設的備用接口相連接。

而且，所述的差頻測量單元的輸出端及頻率合成單元的輸出端分別連接到頻率加法單元，頻率加法單元的輸出端與顯示譯碼單元相連接。

而且，所述的頻率加法單元的輸出端還通過輸出調整單元與外設的備用接口相連接。

而且，所述的邏輯混頻單元由兩混頻器、兩移相電路連接構成，待測頻率單元及合成頻率單元分別與第一混頻器的兩輸入端相連接，該待測頻率單元及合成頻率單元還分別通過各自的移相電路與第二混頻器的兩輸入端相連接。

而且，所述的減法運算單元為頻率粗測單元的輸出頻率值與一固定頻率值的相減運算。

而且，所述的低通濾波單元為一階濾波器或二階濾波器。

而且，所述的可編程邏輯單元為FPGA、ASIC或CPLD。

本實用新型的優點和積極效果是：

1、本測量裝置主要由可編程邏輯器件構成，在可編程邏輯器件內通過各個功能單元實現對頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量功能，解決了高分辨力(0.001Hz)要求下的頻率變化量測量問題，從而大大提高了傳感器測量的分辨力和精度。

2、本測量裝置在可編程邏輯器件內使用邏輯混頻單元對待測頻率及合成頻率進行混頻處理，然后使用加法器對混頻器的輸出進行相加處理，大大地降低了諧波合成項對差頻信號的影響，因此使用簡單的一階濾波器或二階濾波器便可滿足濾波要求，解決了生產中濾波電路阻容匹配難題，提高了測試裝置熱穩定性，降低了測試裝置的成本。

3、本實用新型設計合理，其采用由可編程邏輯器件構成的測試裝置實現了對頻率輸出型傳感器輸出頻率增量的測量功能，大大提高了傳感器測量的分辨力和精度，保證了測量裝置的穩定工作，降低了測試裝置的成本。

附圖說明

圖1是實用新型的電路方框圖；

圖2是邏輯混頻單元的電路原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述。