填充計(jì)數(shù)式相位測(cè)量的分析與實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
如前面所述16位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍是0--65535。根據(jù)（1）式要獲得足夠的細(xì)度，在某一信號(hào)頻率下計(jì)數(shù)范圍應(yīng)在[3600，65535]區(qū)間內(nèi)。由于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與被測(cè)信號(hào)的頻率成反比，與計(jì)數(shù)脈沖的頻率成正比。即在某一固定的計(jì)數(shù)脈沖頻率下，被測(cè)信號(hào)的頻率越低（周期越長(zhǎng)）則一個(gè)周期內(nèi)所獲得的計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)越多。反之越少?；蛟谀骋粋€(gè)固定的被測(cè)信號(hào)的頻率下，計(jì)數(shù)脈沖的頻率越多，則在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)所獲得的計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)就越多，反之就越少。若計(jì)數(shù)值為C，被測(cè)信號(hào)頻率為fx，計(jì)數(shù)脈沖頻率為fa，則有下式：
C= fa/fx （3）
由于是16位的計(jì)數(shù)器，C值應(yīng)滿足3600 C 65525在某一個(gè)fa下，被測(cè)信號(hào)頻率fx就會(huì)被限制在一定的范圍內(nèi)。即
fa/65536 fx fa/3600
也就是fx的下限為 fa÷65535 Hz，上限是fa÷3600 Hz，從（4）式中可以看出某個(gè)fa，所對(duì)應(yīng)fx其范圍是有限的。要做到fx有一個(gè)較寬的頻范圍，單靠16位的計(jì)數(shù)器，用一個(gè)fa是不行的。故筆者在設(shè)計(jì)時(shí)，將計(jì)數(shù)脈沖源設(shè)計(jì)成有多檔振蕩頻率的信號(hào)源，兼顧被測(cè)信號(hào)的低頻區(qū)和高頻區(qū)。由單片機(jī)根據(jù)讀取的N值和計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)U11，自動(dòng)切換。當(dāng)讀取的N值太小時(shí)，切換到較高的計(jì)數(shù)頻率，當(dāng)計(jì)數(shù)器有溢出時(shí)，就切換到較低的計(jì)數(shù)頻率。為了簡(jiǎn)單說(shuō)明筆者將fa設(shè)為2M和10M兩檔。根據(jù)（4）式分析入下：
當(dāng)fa=2M時(shí)： fx的下限為 2×106÷65535=30.5Hz
fx的上限為 2×106÷3600=555.6Hz
當(dāng)fa=10M時(shí)：fx的下限為 10×106÷65535=152.6Hz
fx的上限為 10×106÷3600=2777.8Hz
從以上分析來(lái)看，從152.6Hz到 555.6Hz，兩檔計(jì)數(shù)頻率應(yīng)對(duì)這一頻率區(qū)的被測(cè)信號(hào)是重疊的，即在該頻率區(qū)內(nèi)，這兩檔計(jì)數(shù)頻率都滿足（4）式，這個(gè)重疊區(qū)的存在是必要的，它保證了自動(dòng)切換計(jì)數(shù)脈沖頻率的操作不發(fā)生振蕩。但重疊區(qū)不必這么大，在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證測(cè)量精度可通過(guò)程序?qū)⒅丿B區(qū)限制在200Hz至250Hz 這個(gè)范圍內(nèi)。
評(píng)論