[發明專利]一種信號頻率測量方法及系統

在審

• 申請號: 202210950685.0
• 申請日: 2022-08-09
• 公開（公告）號: CN115308484A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張海濤
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01R23/10
• 分類號: G01R23/10
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 許寧

本發明涉及一種信號頻率測量方法及系統，屬于測量控制技術領域，一種信號頻率測量方法，包括步驟：S1、獲取待測信號；S2、對待測信號進行初步測量，獲取基準測量時長內待測信號的脈沖個數，并根據脈沖個數確定待測信號的頻率范圍；S3、根據頻率范圍和測量精度，對待測信號進行虛擬分頻或倍頻處理；S4、對虛擬分頻或倍頻處理后的待測信號進行測量，獲取測量結果，并根據測量結果計算待測信號的實際頻率。通過對現有的計數法進行改進，根據測量精度要求，對待測信號進行虛擬分頻或倍頻處理，消除了單片機時鐘頻率的限制，拓寬了測量范圍，滿足不同待測信號的測量精度，并提高測量速度，解決現有低頻和高頻信號的測量精確度較低的技術問題。

技術領域

本發明涉及測量控制技術領域，具體涉及一種信號頻率測量方法及系統。

背景技術

在工控系統中，通常采用頻率計測量信號，現有的計數法頻率計，基于單片機進行頻率測量，通常在1s時間內，使用計數器對待測信號進行計數，則計數器的計數結果就是信號的頻率。

但是這種計數法頻率計，針對低頻信號的測量精度很低，甚至難以測量；由于單片機時鐘頻率的限制，難以保證高頻信號的測量精度。為了提高低頻和高頻信號的測量精確度，對低頻信號采用周期法測量，而對高頻信號采用計數法測量。但是低頻信號采用周期法測量的精度較低，而且耗時較長；高頻信號采用計數法精度差別較大，而且單片機測量過高頻率的信號誤差較大。

發明內容

為了解決現有低頻和高頻信號的測量精確度較低的技術問題，本發明對計數法進行改進，實現低頻和高頻信號的測量，提供一種信號頻率測量方法及其系統。

為了實現上述目的，本發明采用的具體方案為：一種信號頻率測量方法，包括步驟：

S1、獲取待測信號；

S2、對待測信號進行初步測量，獲取基準測量時長內待測信號的脈沖個數，并根據脈沖個數確定待測信號的頻率范圍；

S3、根據頻率范圍和測量精度，對待測信號進行虛擬分頻或倍頻處理；

S4、對虛擬分頻或倍頻處理后的待測信號進行測量，獲取測量結果，并根據測量結果計算待測信號的實際頻率。

作為上述信號頻率測量方法的一種優化方案，S2包括步驟S21、S22和S23，

S21、設置基準測量時長T，T＝10^-ns，n為整數；

S22、獲取基準測量時長T內待測信號的脈沖個數L；

S23、比較脈沖個數L與判決門限m，當L＞m時確定待測信號的頻率范圍當L≤m時，基準測量時長T按照預定的比例K擴大，其中K為10，并循環X次直至基準測量時長KXT內待測信號的脈沖個數L＞m，X為正整數，獲取其頻率范圍其中m為正整數，且m＝k-1。

作為上述信號頻率測量方法的另一種優化方案，S3的具體方法為：測量精度為0.1～1％，當n-x＞1時，對待測信號進行虛擬分頻處理；當n-x≤1時，對待測信號進行倍頻處理。

作為上述信號頻率測量方法的另一種優化方案，待測信號倍頻處理或虛擬分頻處理的比例為P＝10^1-(n-x)。

作為上述信號頻率測量方法的另一種優化方案，S4中實際頻率的計算方法為F＝Q/P。

一種信號頻率測量系統，包括：

獲取模塊，用于獲取待測信號；

測量模塊，根據基準測量時長內待測信號的脈沖個數，獲取待測信號的頻率范圍；

處理模塊，根據頻率范圍，對待測信號進行倍頻或虛擬分頻處理；

計算模塊，測量結果乘以倍頻或分頻的倒數，計算待測信號的實際頻率值。