[实用新型]一种复相关高精度数字测频电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种频率测量电路，特别是涉及一种复相关高精度数字测频电路。

背景技术

随着现代科技的发展,频率测量的意义已越来越重要。例如,在卫星发射、飞行导航、测量定位、天文观测、通信广播、交通运输、科学研究、生产生活等各个方面,都需要对频率进行测量。工程上测量频率和周期的方法一般可分为三种：无源测频法、有源比较法及电子计数法。无源测频法又可分为谐振法和电桥法，常用于频率粗测，精度在1％左右。有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加，产生拍频现象，通过检测零差后现象测频，常用于低频测量，误差在零点几赫；后者是利用两个信号非线性叠加，产生差频现象，通过检测零差现象测频，常用于高频测量，误差为±20Hz左右。以上方法测量精度低，抗干扰能力差，而电子计数法测量精度高，抗干扰能力强。

国内常见的数字测频有FFT法，过零检测法等，FFT是离散傅立叶变换的快速算法，可以将一个信号变换到频域，采样得到N个采样点的数字信号，经过FFT之后，就可以得到N个点的FFT结果。FFT频域测量速度快，但其精度受制于采样点数量，点数过大FFT计算耗费更多的FPGA资源和时间，目前的FPGA一般采样点数量最高为65536,当采样时钟为100MHz时，65536点FFT的频率测量精度小于1.5KHz，不适用于长度变化信号的频率测量。过零检测法需要加入辅助滤波器。两种方法在使用时都受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复相关高精度数字测频电路，具有运算速度快、测频精度高等优点，且适用任意长度的信号测频，抗干扰能力强。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种复相关高精度数字测频电路，它包括模数转换电路、混频电路A、滤波电路A、混频电路B、滤波电路B和数字处理电路，被测信号与模数转换电路的输入连接，模数转换电路输出两路数字信号，其中，模数转换电路的一路输出与混频电路A连接，混频电路A的输出与滤波电路A连接，模数转换电路的另一路输出与混频电路B连接，混频电路B的输出与滤波电路B连接，滤波电路A和滤波电路B的输出与数字处理电路连接，数字处理电路利用滤波电路A和滤波电路B输出的被测信号的实部和虚部分量，计算被测信号的频率。

所述滤波电路A和滤波电路B为低通滤波器。

所述的混频电路A和混频电路B的本振信号即本振信号A和本振信号B的相位相差90°。

所述模数转换电路主要由AD9265芯片构成。

本实用新型具有运算量小、测频精度较高等优点，且适用任意长度的信号测频，抗干扰能力强。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种复相关高精度数字测频电路，它包括模数转换电路、混频电路A、滤波电路A、混频电路B、滤波电路B和数字处理电路，被测信号与模数转换电路的输入连接，模数转换电路输出两路数字信号，其中，模数转换电路的一路输出与混频电路A连接，混频电路A的输出与滤波电路A连接，模数转换电路的另一路输出与混频电路B连接，混频电路B的输出与滤波电路B连接，滤波电路A和滤波电路B的输出与数字处理电路连接，数字处理电路利用滤波电路A和滤波电路B输出的被测信号的实部和虚部分量，计算被测信号的频率。

所述滤波电路A和滤波电路B为低通滤波器。

所述的混频电路A和混频电路B的本振信号即本振信号A和本振信号B的相位相差90°。

所述模数转换电路主要由AD9265芯片构成。

采用复相关测频的基本原理如下：假设脉冲信号经模数转换电路后的数字信号写成复信号的形式为X(n)＝R_n+j·I_n，其中R_n为复信号实部，I_n为复信号虚部，所述混频电路A的本振信号为cos(2πf₀t)，混频电路B的本振信号为sin(2πf₀t)，则脉冲信号的平均频率为