CN104833848B - 测量脉冲频率的方法及系统 - Google Patents

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一种测量脉冲频率的方法，上述测量脉冲频率的方法及系统，在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；然后获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1‑T2)。通过将T1和T2引入计算，可以解决首尾的半个时间单位问题，大大降低甚至去除了误差，使得测量更加精确。还公开了一种测量脉冲频率的系统。

Description

测量脉冲频率的方法及系统
技术领域
本发明涉及电子测量领域，特别涉及一种测量脉冲频率的方法及系统。
背景技术
对于脉冲频率的测量，通常有两种测量方法：M法和T法。
M法是测量单位时间内的脉冲数换算成频率(频率＝脉冲数/单位时间)，因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有两个脉冲的误差。频率较低时，因测量时间内的脉冲数较少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高频脉冲。
T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期从而得到频率(频率＝1/周期)，因存在首尾的半个时间单位问题，可能会有一个时间单位的误差。频率较高时，测得的周期较小，误差所占的比例变大，所以T法宜测量低频脉冲。然而，T法测量既存在因首尾的半个时间单位问题引起的误差，又存在以下问题：脉冲频率较低时，相邻两个脉冲之间的时间间隔(即周期)将非常大，可能会导致计数器计数时出现溢出现象，导致测量结果错误。
发明内容
基于此，有必要提供一种在测量较低脉冲频率时能提高测量准确度的测量脉冲频率的方法，此外还提供一种测量脉冲频率的系统。
一种测量脉冲频率的方法，包括：
接收待测脉冲信号和第一标准频率脉冲信号，第一标准频率脉冲信号的频率为f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；
获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；
获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；
获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。
在其中一个实施例中，还接收第二标准频率脉冲信号，并通过所述第二标准频率脉冲信号计算所述计时值T1和计时值T2；其中，第二标准频率脉冲信号的频率为f2，f2＞f1。
在其中一个实施例中，所述测量脉冲频率的方法包括：
接收待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号，所述第二标准频率脉冲信号的频率为f2，所述第一标准频率脉冲信号的频率为f1，f2＞f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
对第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号的一个脉冲时，计数值清零；
接收到待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack1；
接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲时，第一标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock1CntBack后清零；
接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack2；
获取待测脉冲信号的频率
f＝1/(Clock1CntBack/f1+Clock2CntBack1/f2-Clock2CntBack2/f2)，
其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
在其中一个实施例中，f2为f1的数倍以上。
在其中一个实施例中，所述待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号的检测上升沿有效。
一种测量脉冲频率的系统，包括：
接收模块，用于接收待测脉冲信号和第一标准频率脉冲信号，第一标准频率脉冲信号的频率为f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
计数模块，用于在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；
频率计算模块，用于获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。
在其中一个实施例中，所述接收模块还用于接收第二标准频率脉冲信号，所述计数模块通过所述第二标准频率脉冲信号计算所述计时值T1和计时值T2；其中，第二标准频率脉冲信号的频率为f2，f2＞f1。
在其中一个实施例中，所述测量脉冲频率的系统包括：
接收模块，用于接收待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号，所述第二标准频率脉冲信号的频率为f2，所述第一标准频率脉冲信号的频率为f1，f2＞f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
计数模块，用于对第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号的一个脉冲时，计数值清零；接收到待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack1；接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲时，第一标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock1CntBack后清零；接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack2；
频率计算模块，用于获取待测脉冲信号的频率
f＝1/(Clock1CntBack/f1+Clock2CntBack1/f2-Clock2CntBack2/f2)，
其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
在其中一个实施例中，f2为f1的数倍以上。
在其中一个实施例中，所述待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号的检测上升沿有效。
上述测量脉冲频率的方法及系统，在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；然后获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。通过将T1和T2引入计算，可以解决首尾的半个时间单位问题，大大降低甚至去除了误差，使得测量更加精确。
附图说明
图1为测量脉冲频率的方法各步骤示意图；
图2为信号时序图；
图3为测量脉冲频率的系统的简单模块图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1为测量脉冲频率的方法各步骤示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在以下方法中，脉冲信号的检测上升沿有效。
一种测量脉冲频率的方法，包括如下步骤：
步骤S100：接收待测脉冲信号Pulse、第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2。第一标准频率脉冲信号Clock1的频率为f1，第二标准频率脉冲信号Clock2的频率为f2，f2＞f1，f2为f1的数倍以上。f1相当于低频时钟信号，f2相当于正常时钟信号。而第一标准脉冲信号Clock1的频率f1大于待测脉冲信号Pulse的频率。
图2为信号时序图。
步骤S200：对第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号Pulse的一个脉冲时，计数值清零。计数可以从接收到待测脉冲信号Pulse就开始，或者在接收之前就开始。图2中Clock1Cnt和Clock2Cnt分别为第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值。
步骤S300：获取从接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1之间的计时值T1。计时值T1可以通过第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值测到。具体为，接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第一个脉冲P1时，第一标准频率脉冲信号Clock1的计数值清零；接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第一个脉冲P1之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1的一个脉冲C1时，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值锁存至Clock2CntBack1。通过计数值Clock2CntBack1，可以得到计时值T1＝Clock2CntBack1/f2。
步骤S400：获取从接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1之间的计时值T2。计时值T2可以通过第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值测到。具体为，接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第二个脉冲P2(脉冲P1之后的第一个脉冲)之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1的一个脉冲C2时，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值锁存至Clock2CntBack2。通过计数值Clock2CntBack2，可以得到计时值T2＝Clock2CntBack2/f2。
步骤S500：对处于待测脉冲信号Pulse相邻两个脉冲(脉冲P1和脉冲P2)之间的第一标准频率脉冲信号Clock1进行计数得到计数值Clock1CntBack。由于第一标准频率脉冲信号Clock1为低频时钟信号，因而即使待测脉冲信号Pulse的脉冲频率较低时，利用第一标准频率脉冲信号Clock1对其进行计数时所需要的计数值也可以很小，也不会导致计数器计数时出现溢出现象。在图2中，即使由于f2较大，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值可能会溢出，但是并不会影响测量结果。
步骤S600：获取待测脉冲信号Pulse的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
上述测量脉冲频率的方法，上述测量脉冲频率的方法及系统，在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；然后获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。通过将T1和T2引入计算，可以解决首尾的半个时间单位问题，大大降低甚至去除了误差，使得测量更加精确。
上述测量脉冲频率的方法，由于第一标准频率脉冲信号Clock1为低频时钟信号，因而即使待测脉冲信号Pulse的脉冲频率较低时，利用第一标准频率脉冲信号Clock1对其进行计数时所需要的计数值也可以很小，不会导致计数器计数时出现溢出现象，提高测量的准确性。
以下描述一种测量脉冲频率的系统，在以下的描述中，脉冲信号的检测上升沿有效。图3为测量脉冲频率的系统的简单模块图。
一种测量脉冲频率的系统，包括：接收模块100、计数模块200和频率计算模块300。
接收模块100，用于接收待测脉冲信号Pulse、第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2。第一标准频率脉冲信号Clock1的频率为f1，第二标准频率脉冲信号Clock2的频率为f2，f2＞f1，f2为f1的数倍以上。f1相当于低频时钟信号，f2相当于正常时钟信号。而第一标准脉冲信号Clock1的频率f1大于待测脉冲信号Pulse的频率。
计数模块200，用于获取从接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1之间的计时值T1。计时值T1可以通过第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值测到。具体为，接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第一个脉冲P1时，第一标准频率脉冲信号Clock1的计数值清零；接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第脉冲P1之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1的一个脉冲C1时，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值锁存至Clock2CntBack1后清零。通过计数值Clock2CntBack1，可以得到计时值T1＝Clock2CntBack1/f2。
计数模块200，还用于获取从接收到待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2。计时值T2可以通过第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值测到。具体为，接收到待测脉冲信号Pulse的相邻两个脉冲的第二个脉冲P2(脉冲P1之后的第一个脉冲)之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号Clock1的一个脉冲C2时，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值锁存至Clock2CntBack2。通过计数值Clock2CntBack2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
计数模块200，还用于对第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号Pulse的一个脉冲时，计数值清零。对处于待测脉冲信号Pulse两个脉冲之间的第一标准频率脉冲信号Clock1进行计数得到计数值Clock1CntBack。由于第一标准频率脉冲信号Clock1为低频时钟信号，因而即使待测脉冲信号Pulse的脉冲频率较低时，利用第一标准频率脉冲信号Clock1对其进行计数时所需要的计数值也可以很小，也不会导致计数器计数时出现溢出现象。图2中Clock1Cnt和Clock2Cnt分别为第一标准频率脉冲信号Clock1和第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值。在图2中，即使由于f2较大，第二标准频率脉冲信号Clock2的计数值可能会溢出，但是并不会影响测量结果。
频率计算模块300，用于获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
上述测量脉冲频率的方法及系统，在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；然后获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)。通过将T1和T2引入计算，可以解决首尾的半个时间单位问题，大大降低甚至去除了误差，使得测量更加精确。
上述测量脉冲频率的系统，由于第一标准频率脉冲信号Clock1为低频时钟信号，因而即使待测脉冲信号Pulse的脉冲频率较低时，利用第一标准频率脉冲信号Clock1对其进行计数时所需要的计数值也可以很小，不会导致计数器计数时出现溢出现象，提高测量的准确性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种测量脉冲频率的方法，其特征在于，包括：
接收待测脉冲信号和第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号，第一标准频率脉冲信号的频率为f1，所述第二标准频率脉冲信号的频率为f2，f2＞f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；
获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；
获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；
通过所述第二标准频率脉冲信号计算所述计时值T1和计时值T2；
获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)；
对第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号的一个脉冲时，计数值清零；
接收到待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack1；
接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲时，第一标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock1CntBack后清零；
接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack2；
获取待测脉冲信号的频率
f＝1/(Clock1CntBack/f1+Clock2CntBack1/f2-Clock2CntBack2/f2)，
其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
2.根据权利要求1所述的测量脉冲频率的方法，其特征在于，f2为f1的数倍以上。
3.根据权利要求1所述的测量脉冲频率的方法，其特征在于，所述待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号的检测上升沿有效。
4.一种测量脉冲频率的系统，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收待测脉冲信号和第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号，第一标准频率脉冲信号的频率为f1，第二标准频率脉冲信号的频率为f2，f2＞f1；所述第一标准脉冲信号的频率f1大于待测脉冲信号的频率；
计数模块，用于在待测脉冲信号的相邻两个脉冲之间利用第一标准频率脉冲信号进行计数得到计数值Clock1CntBack；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T1；获取从接收到所述待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第二个脉冲后到首次接收到第一标准频率脉冲信号之间的计时值T2；所述计数模块通过所述第二标准频率脉冲信号计算所述计时值T1和计时值T2；还用于对第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号进行计数，并在每次接收到待测脉冲信号的一个脉冲时，计数值清零；接收到待测脉冲信号的相邻两个脉冲的第一个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack1；接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲时，第一标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock1CntBack后清零；接收到待测脉冲信号相邻两个脉冲的第二个脉冲之后，在首次接收到第一标准频率脉冲信号的一个脉冲时，第二标准频率脉冲信号的计数值锁存至Clock2CntBack2；
频率计算模块，用于获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+T1-T2)；还用于获取待测脉冲信号的频率f＝1/(Clock1CntBack/f1+Clock2CntBack1/f2-Clock2CntBack2/f2)，其中T1＝Clock2CntBack1/f2，T2＝Clock2CntBack2/f2。
5.根据权利要求4所述的测量脉冲频率的系统，其特征在于，f2为f1的数倍以上。
6.根据权利要求4所述的测量脉冲频率的系统，其特征在于，所述待测脉冲信号、第一标准频率脉冲信号和第二标准频率脉冲信号的检测上升沿有效。
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