原理

1 常用的測頻方法[1]

① 利用電路的某種頻率響應特性來測量頻率，如諧振測頻法[低頻測量，應用較廣]、電橋測頻法[高頻、微波段測量]

② 利用標準頻率與測頻進行比較來測量，精度取決于標準頻率的準確度，如拍頻法[低頻]、示波器法[低頻]、差頻法[高頻]

③ 電子計數測頻法[適用于用數字電路實現]：直接測頻法[測周期法和測頻率法]和等精度測頻法

2 頻率測量的常用方法

3 等精度測頻法原理

等精度測頻方法是在直接測頻方法的基礎上發展起來的。如圖1所示，它的閘門時間不是固定的值，而是被測信號周期的整數倍，即與被測信號同步，其實現方式可用圖2來說明。圖中，預置門控信號是為Tpr 的一個脈沖，CNT1和CNT2是兩個可控計數器。標準頻率信號從CNT1的時鐘輸入端CLK輸入，其頻率為fs 。經整形后的被測信號（頻率為fx）從CNT2的時鐘輸入端CLK輸入，當預置門信號為高電平（預置時間開始）時，被測信號的上升沿通過D觸發器的Q端同時啟動計數器CNT1和CNT2計數。CNT1和CNT2分別對被測信號（頻率為fx）和標準頻率信號（頻率為fs）同時記數。同樣，當預置門信號為低電平（預置時間結束）時，隨后而至的被測信號的上升沿通過D觸發器的輸出端，同時關閉計數器的計數。設在一次預置門時間Tpr中計數器對被測信號的計數值為Nx，對標準信號的計數值為Ns。則下式成立：

由此可推得：

等精度測頻法具有三個特點：

（1）相對測量誤差與被測頻率的高低無關；

（2）增大Tpr或fs可以增大Ns，減少測量誤差，提高測量精度；

（3）測量精度與預置門和標準頻率有關，與被測信號的頻率無關，在預置門和常規測頻閘門時間相同而被測信號頻率不同的情況下，等精度測量法的測量精度不變。

一種實現過程[7]

① 預設閘門模塊：由標準時鐘產生預設閘門信號。如標準時鐘100us[10kHz]，計數1000次，產生預設閘門信號為100ms

② 實際閘門模塊：用被測信號來同步預設閘門模塊產生的閘門信號來產生新的實際閘門信號，本質是一個D觸發器

③ 計數模塊：在實際閘門信號有效時，標準時鐘和被測信號同時計數，在閘門信號結束時輸出計數結果

④ 頻率計算模塊：由公式進行乘法和除法運算

直接計數測頻法

測頻法原理：在確定的閘門時間Tw內，記錄被測信號的變化周期數或脈沖個數Nx，有fx=Nx/Tw [1]

測周期法原理：需要有標準信號頻率fs，在待測信號的一個周期時間Tx內，記錄標準頻率的周期數Ns，有fx=fs/Ns [1]

最高測量頻率為標準信號頻率[個人總結]。

測量誤差：兩種方法都會產生±1個字的誤差。最大誤差為1/N，N為周期個數。[1]

直接計數測頻法缺點：整個測頻范圍內的測頻精度是不同的。如閘門時間是1s時，測量100MHz的信號可達到10-8的測量精度，但測量10Hz的信號只能達到10-1的測量精度。[3]

參考信號：測頻法需要得到一個標準的脈寬，測周期法需要一個標準時鐘。實際上標準的脈寬必須從一個標準時鐘分頻得到，而一般，標準始終是從外部晶振分頻得到。[1]

測量時間：當計數周期為106個時，計數時間為1s[個人總結]

 1 /*********************************************************************************
 2 * Company                    :
 3 * Engineer                    : 空氣微涼
 4 *
 5 * Create Date                : 0000 22/03/2013
 6 * Design Name                :
 7 * Module Name                :
 8 * Project Name                :
 9 * Target Devices            :
10 * Tool versions            :
11 * Description                :
12 *                       http://www.cnblogs.com/kongqiweiliang/             
13 * Dependencies                :
14 *
15 * Revision                    :
16 * Revision                    : 0.01 - File Created
17 * Additional Comments    :
18 ********************************************************************************/
19 `timescale 1ns/1ps
20 `define    UD  #1
21 /*******************************************************************************/
22 module Equalfre
23 (
24     input                                    iGate            ,//
25     input                                    iFx            ,//
26     input                                    iFo            ,//    
27     output  reg                [31:0]    oFxCount        ,//
28     output  reg                [31:0]    oFoCount         //
29 );
30 //-------------------------------------------------------------------------------
31 reg                  Start_Count ;
32 reg    [31:0]    FxCount        ;
33 reg    [31:0]    FoCount        ;
34 
35 always@(posedge iFx)begin
36     if(iGate)
37         Start_Count <= 1'h1;
38     else
39         Start_Count <= 1'h0;
40 end
41 
42 always@(posedge iFo)begin
43     if(Start_Count)
44         FoCount <= FoCount + 1'h1;
45     else
46         FoCount <= 0;
47 end
48 
49 always@(posedge iFx)begin
50     if(Start_Count)
51         FxCount <= FxCount + 1'h1;
52     else
53         FxCount <= 0;
54 end
55 
56 always@(negedge Start_Count)begin
57     oFxCount <= FxCount;
58     oFoCount <= FoCount;
59 end
60 //-------------------------------------------------------------------------------
61 endmodule