[發(fā)明專利]一種電信號(hào)頻率的數(shù)字化測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410037934.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN104808055B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴爾晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R23/02
• 分類號(hào): G01R23/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電信號(hào)頻率的數(shù)字化測(cè)量方法，也可以用于固定頻率或頻率變化不大的低頻正弦信號(hào)、三角波信號(hào)、鋸齒波信號(hào)等等的頻率測(cè)量，屬于信號(hào)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在日常生活、生產(chǎn)過程中常常需要監(jiān)測(cè)信號(hào)的頻率。在現(xiàn)有的低頻信號(hào)的頻率測(cè)量方法中，多是將低頻信號(hào)先通過整形電路形成方波，檢測(cè)方波相鄰兩個(gè)上升沿或者下降沿的時(shí)間間隔T，求倒數(shù)得出頻率，但是這種方法的抗干擾能力較差。除此之外還有一些軟件測(cè)量頻率的方法，比如：零交法、解析法、誤差最小化原理類算法、DFT類算法、正交去調(diào)制法等等。這些算法有些易于實(shí)現(xiàn)，但由于精度較低而不能投入實(shí)用；有些算法的測(cè)量效果不錯(cuò)，但由于運(yùn)算量過大也不能投入實(shí)用。業(yè)界需要的是一種可以實(shí)用且測(cè)量精度較準(zhǔn)確的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中低頻率電信號(hào)的頻率測(cè)量精度不夠準(zhǔn)確或者是測(cè)量過程中運(yùn)算量過大的缺點(diǎn)，提出一種電信號(hào)頻率的數(shù)字化測(cè)量方法，該方法也可以用于固定頻率或頻率變化不大的低頻正弦信號(hào)、三角波信號(hào)、鋸齒波信號(hào)等等的頻率測(cè)量。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

該方法的原理是采用數(shù)字積分并插值的方式處理連續(xù)的數(shù)字采樣信號(hào)，對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣，得到被測(cè)電信號(hào)的采樣值，然后生成采樣信號(hào)；以模擬或數(shù)字方法獲取至少兩個(gè)周波過負(fù)峰值或者過正峰值后過零點(diǎn)時(shí)間；根據(jù)計(jì)算得到的積分開始時(shí)間進(jìn)行插值運(yùn)算選取一個(gè)虛擬采樣點(diǎn)P_S作為積分開始點(diǎn)，在后續(xù)的采樣點(diǎn)中會(huì)存在這樣連續(xù)的兩個(gè)點(diǎn)P_i和P_i+1，如果從P_S到P_i的數(shù)字積分?jǐn)?shù)值和從P_S到P_i+1的數(shù)字積分?jǐn)?shù)值的乘積小于等于零時(shí),則可以在P_i和P_i+1之間通過插值的方式獲取一個(gè)積分結(jié)束點(diǎn)P_k,P_k的獲取條件是從P_S到P_k的數(shù)字積分為0。則可以由P_S的虛擬發(fā)生時(shí)間和P_k的虛擬發(fā)生時(shí)間計(jì)算電信號(hào)的零點(diǎn)，由一系列電信號(hào)的過零點(diǎn)計(jì)算電信號(hào)的頻率或周期；具體步驟如下：

步驟1)，對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣，得到被測(cè)電信號(hào)的采樣值，然后生成采樣信號(hào)；

步驟2),以模擬或數(shù)字方法獲取至少兩個(gè)周波過負(fù)峰值或者過正峰值后的過零點(diǎn)時(shí)間序列T_z1,T_z2,…,T_zk，k為大于1的自然數(shù)；

步驟3)，確定用于計(jì)算第j過零點(diǎn)時(shí)間的起始積分點(diǎn)時(shí)間T_sj，其計(jì)算公式為T_sj＝T_z(j-1)+T×f，其中：T是根據(jù)過零點(diǎn)T_z(j-1),T_z(j-2),…,T_z(j-k)計(jì)算得出的平均周期，參數(shù)f∈(0.5,1)，j為自然數(shù)且j>k；

步驟4),在被測(cè)電信號(hào)的采樣信號(hào)中，選擇m個(gè)在采樣時(shí)間上按次序排放的采樣點(diǎn)，設(shè)這m個(gè)采樣點(diǎn)的采樣時(shí)間分別為t₁、t₂、...t_i、t_i+1、...t_m，采樣值分別為x₁、x₂、...x_i、x_i+1...x_m，其中t₁≤T_sj,t₂>T_sj,i、m均為自然數(shù)且1≤i<m；