[发明专利]自适应周期的频率测量系统与方法

权利要求书

1.一种自适应周期的频率测量系统，其特征在于，包括：

频率测量接口，用于输入被测信号，且能够避免被测信号接入时对被测信号产生影响；

滤波与整形模块，用于滤除从所述频率测量接口输入的信号中频率测量范围外的干扰信号，并将滤除后的信号转化为方波信号；

信号测量模块，用于捕获经过所述滤波与整形模块转化的方波信号的信号边沿，进行脉冲计数和频率计算，所述信号测量模块具备捕获信号边沿的同时锁存计数器寄存器的功能，采样信号周期数根据被测信号频率进行动态适应调节；

高稳温补晶振，用于提供精准脉冲信号，供信号测量模块进行脉冲计数，作为频率测量的时间源；以及

通信模块与接口，用于传输所述信号测量模块测量出的频率数据，实现所述频率测量系统与用户的交互。

2.根据权利要求1所述的自适应周期的频率测量系统，其特征在于，

所述频率测量接口为高阻态输入接口。

3.根据权利要求1所述的自适应周期的频率测量系统，其特征在于，

所述信号测量模块为MCU模块或FPGA模块。

4.根据权利要求1所述的自适应周期的频率测量系统，其特征在于，

所述MCU模块为支持输入捕获定时器配置的系列产品。

5.根据权利要求1所述的自适应周期的频率测量系统，其特征在于，

所述高稳温补晶振的频率值为不超过所述MCU模块支持的最大频率值，且以MCU模块支持最大频率为宜；其温度范围为涵盖所述测量系统使用温度的范围；其频率稳定度应至少2倍于频率测量系统的相对准确度；其输出信号为方波信号，且为MCU模块所支持的逻辑电平。

6.一种自适应周期的频率测量方法，采用权利要求1～4中任一项所述的自适应周期的频率测量系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)待测信号经频率测量接口，接入测量系统；

(2)滤波与整形模块将待测信号转换为方波信号；

(3)给定初始采样周期数n，信号测量模块完成n个信号采样，并计算待测信号频率f_c，根据采样时间上限t，计算下次采样周期数n_new为，

n_new＝[t·f_c]，其中，[]为取整运算；

(4)频率测量完成后，频率测量数据传输给通信模块。

7.根据权利要求6所述的自适应周期的频率测量方法，其特征在于，

所述信号测量模块的运行程序包括主程序和中断服务函数程序，

所述主程序进行系统配置，配置信号周期采集次数n，并使定时器开始计数器时钟脉冲计数与边沿捕获，主程序循环查询状态标识flag，等待频率测量完成状态flag＝1；

所述服务函数程序进行捕获计数和计数器溢出计数，并读取定时器锁存值；当第一次捕获被测信号上升沿或下降沿后，捕获计数n＝1，定时器锁存计数器时钟脉冲计数值t_a；每当捕获被测信号上升沿或下降沿，捕获计数n累计加1；当捕获计数到达设定值(N+1)后，读取定时器锁存计数器时钟脉冲计数值t_b，并使定时器停止计数器时钟脉冲计数与边沿捕获，并标志状态完成flag＝1；

主程序检测到完成状态标识，则进行频率计算，完成一次测量。

8.根据权利要求6所述的自适应周期的频率测量方法，其特征在于，待测信号频率f_c的计算方法为：

f_c＝N/(t_b-t_a)·f₀；

其中，f₀为测试系统的时钟频率。