频率计的综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述通信工程频率计的综述摘要：主要讲述的是频率计在相应领域上的应用及实现和其今后发展的方向。并且介绍了几种频率计测量频率的方法以及各自的优缺点。关键字：频率计；频率测量1.引言频率计又称频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，频率测量的原理归结成一句话就是：单位时间内对被测信号进行计数[1]。频率计不仅可以测量最基本的波形，如正弦波，方波，三角波，锯齿波，还可以测量其他具有周期特性信号的频率，因此，频率计是一种应用很广泛的仪器。传统的频率计通常是由简单的组合逻辑和时序逻辑电路作为信号处理

2、系统的控制核心，存在结构复杂，稳定性差，精确度不高的弊端。目前使用的频率计产品很多，但基本上都是采用专用技术芯片（如ICM7240,ICM7216）和数字逻辑电路组成，由于这些芯片本身的工作频率不高（如ICM7240仅有15MHZ左右），从而限制了产品工作频率的提高，远不能达到在一些特殊场合需要测量很高频率的要求，而且测量精度也收到芯片本身的极大限制[2]。2.频率计的应用范围：在传统的电子测量仪器中，频率计的应用范围越来越广，它不仅可以测量普通的如正弦波信号的频率，在教学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域也都有广

3、泛的应用。示波器虽然可以对信号进行频率测量，但缺点是精度较低，误差较大。频谱仪虽然有也准确的测量频率和显示被测信号的频谱的优点，但它的测量速度比较慢，比较耗时间，也不能实时精确的捕捉到被测信号频率的变化情况。但频率计却能够快速精确的捕捉到被测信号频率的变化，所以，频率计在各个重要的领域中被普遍使用到。例如：在传统的生产制造企业中，频率计被广泛的应用在生产线的生产测试中。当生产线中有故障的晶振产品时，频率计就可以快速准确的定位到发生故障的那件晶振产品，生产人员就可以及时的采取措施，以确保产品的质量保证。在计量实验室中，频

4、率计也可以对各种电子测量设备等产品的本地振荡器进行校准。在无线通讯测试中，就可以用频率计对无线通讯基站的主时钟进行校准，还可以对无线电台的跳频信号和频率调制信号进行分析。3.频率计数器测量功能频率计数器的测量功能不仅仅只有测量频率，它还可以测量频率比、时间间隔、相位差、上升时间、脉冲宽度等。虽然在此次设计频率计数器时只需要用到其中测量频率这一功能，但如上所说，频率计数器还可以测量其他工程上所需的重要参数，因此，频率计数器可以测量多种工程领域上所需要的高精度参数。4.频率测量的常见方法频率计是一种测量信号频率的仪器，在教

5、学、科研、高精度仪器测量、工业控制等领域都有较广泛的应用。频率的测量实际上就是在1s时间内对对信号进行计数，计数值就是信号的频率。随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力，可以用单片机通过软件设计直接用十进制数字显示被测信号频率，能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且频率计性能也将大幅度提高[4]。AT89C2051是ATMEL公司生产的一种低电压、高性能CMOS8位单片机,管脚少,体积小,且功能强。片内含4KB的可反复擦写的只读FLASH程序存储器和128

6、B的随机存取数据存储器。AT89C系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势:第一,片内程序存储器采用闪速存储器,使程序的写入更加方便;第二,提供了更小尺寸的芯片,使整个硬件电路的体积更小[5]。下面就对基于单片机AT89C2051设计频率计来介绍几种常用的方法及各自优缺点一.内部计数器计数法：该方法是使用单片机自计数,其好处是设计出的频率计系统结构和程序编写简单,成本低廉,不需要外部计数器,直接利用所给的单片机最小系统就可以实现。这种方法的缺陷是受限于单片机[6],输入的时钟频率通常是单片机晶振频率的几分之一甚至是几

7、十分之一。二.外部计数器计数法：该方法是单片机使用外部计数器对脉冲信号进行计数,计数值再由单片机读取。此方法的好处是输入的时钟信号频率可以不受单片机晶振频率的限制,可以对相对较高频率进行测量,但缺点是成本比第一种方法高,硬件系统结构比较复杂。三.测周期法：该方法是通过求取被测信号的周期从而导出其频率值。频率经公式f=1/N*T（其中T是单片机的机器周期）算出。该方法适合于低频测量,因为测量误差一般为一个时钟信号,而其误差e=1/N,当N较大时,所测量的误差e较小。而且要用到BCD码位权除法算法,软件实现较为复杂。周期法

8、测量信号频率较高时误差较大,适合测量低频信号,且软件设计复杂。5.频率计设计的几种方案一.基于量程自动转换的频率计设计：本方案是基于EDA技术并结合测频法和测周法来实现的。在高频时采用测频法，而在低频时采用测周法，且两种测量方法在频率分界点可以自动转换，从而在一片FPGA[7]芯片上实现了高低两种数字频率计的设计[8]。二.数字频