一種電信號頻率的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電信號頻率的測量方法，可以用于精確測量電信號的瞬時頻率， 也可用于固定頻率或頻率變化不大的低頻正弦信號、三角波信號、鋸齒波信號等的頻率測 量，屬于信號檢測的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在日常生活、生產(chǎn)過程中常常需要監(jiān)測信號的頻率。在現(xiàn)有的低頻信號的頻率測 量方法中，多是將低頻信號先通過整形電路形成方波，檢測方波相鄰兩個上升沿或者下降 沿的時間間隔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現(xiàn)，但由于精度較低而不能投入實用；有些算法的測量效果 不錯，但由于運(yùn)算量過大也不能投入實用。業(yè)界需要的是一種可以實用且測量精度較準(zhǔn)確 的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中電信號的頻率測量精度不夠準(zhǔn)確 或者是測量過程中運(yùn)算量過大的缺點，提出一種電信號頻率的測量方法，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、三角波信號、鋸齒波信號等等的頻率測量。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明提出了一種電信號頻率的測量方法，該方法是首先初始化積分器，使積分 器輸出電壓回到零，根據(jù)計算得到的積分開始時間進(jìn)行模擬積分，記錄積分開始時間，在 積分器輸出電壓再次回到零時停止積分，記錄積分結(jié)束時間，由積分開始時間和積分結(jié)束 時間計算電信號的過零點，由一系列電信號的過零點計算電信號的頻率或周期，具體包括 以下步驟：
[0006] 步驟1)，以模擬或數(shù)字方法獲取至少兩個周波過負(fù)峰值或者過正峰值后的過零 點時間序列T zl，Tz2，…，Tzk，k為大于1的自然數(shù)；
[0007] 步驟2)，確定用于計算第i過零點時間的起始積分點時間Tsi，其計算公式為 Tsi=TzMfT' f，其中：T是根據(jù)過零點Tzii^ Tz(i_2)，…，Tz(i_k)計算得出的平均周期，參數(shù) fe (〇. 5，l)，i為自然數(shù)且i>k;
[0008] 步驟3)，初始化積分器使積分器輸出電壓回到零，在起始積分點時間Tsi開始一次 模擬積分；
[0009] 步驟4)，當(dāng)積分器輸出電壓再次回到零時結(jié)束積分，記錄積分結(jié)束時間Tei ; [0010] 步驟5)，計算第i過零點時間：I；
[0011] 步驟6)，重復(fù)步驟2)至步驟5)，得到第i+1過零點時間Tzi+1，被測電信號的周期 為：Tpi=Tz (i+1)-Tzi，被測電信號的頻率為
【主權(quán)項】
1. 一種電信號頻率的測量方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1)，以模擬或數(shù)字方法獲取至少兩個周波過負(fù)峰值或者過正峰值后的過零點時 間序列Tzl，Tz2，…，Tzk，k為大于1的自然數(shù)； 步驟2)，確定用于計算第i過零點時間的起始積分點時間Tsi，其計算公式為f，其中：T是根據(jù)過零點，…，TzU_k)計算得出的平均周期，參數(shù) fG(〇. 5，l)，i為自然數(shù)且i>k; 步驟3)，初始化積分器使積分器輸出電壓回到零，在起始積分點時間Tsi開始一次模擬 積分； 步驟4)，當(dāng)積分器輸出電壓再次回到零時結(jié)束積分，記錄積分結(jié)束時間Tei ; 步驟5)，計算第i過零點時間
步驟6)，重復(fù)步驟2)至步驟5)，得到第i+1過零點時間Tzi+1，被測電信號的周期為：Tpi=Tz(i+1)-Tzi，被測電信號的頻率為
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電信號頻率的測量方法，其特征在于：步驟2)所述的平 均周期T的計算方法如下： 在第i過零點時間之前有兩個過零點，由第i-1過零點時間、第i-2過零點時間得到平 ：T=(Tz(i_1)-Tz(i_2))； 在第i過零點時間之前有兩個以上的過零點，由第i-1過零點時間、第i-3過零點時間 得到平均周期
3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的一種電信號頻率的測量方法，其特征在于：還 包括以下步驟：重復(fù)步驟1)到步驟6)，測量出被測電信號的若干個周期或頻率值，然后對 得到的若干個周期或頻率值采用平均法計算出最終頻率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電信號頻率的測量方法，屬于信號檢測的技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：首先初始化積分器，使積分器輸出電壓回到零，根據(jù)計算得到的積分開始時間進(jìn)行模擬積分,記錄積分開始時間,在積分器輸出電壓再次回到零時停止積分,記錄積分結(jié)束時間,由積分開始時間和積分結(jié)束時間計算電信號的過零點,由一系列電信號的過零點計算電信號的頻率或周期。本發(fā)明不需要將低頻信號轉(zhuǎn)換成方波，尤其適合于低頻正弦信號的頻率測量，系統(tǒng)檢測方便，硬件開銷?。幌到y(tǒng)的抗干擾能力較強(qiáng)；實現(xiàn)起來簡單合理，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。
【IPC分類】G01R23-02
【公開號】CN104808054
【申請?zhí)枴緾N201410036490
【發(fā)明人】戴爾晗
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月26日