专利名称：一种测频方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种测频方法及系统。
背景技术：
目前，现场控制系统，数据采集与通讯系统、设备监控系统等在各个行业中得到了广泛的应用。比如在汽轮机转速控制系统中，对汽轮机转速采集的准确性和实时性要求非常高。常用的采集方法有两种测量频率法和测量周期法。测量频率法是在单位定时时间内，对输入信号的脉冲进行计数；测量周期法是在输入信号周期时间内，对某一基准脉冲进行计数。上述两种方法在计数时，对于一次计数过程，均存在± I个被计数脉冲的计数误差。即对于测量频率法，在单位定时时间内，存在± I个输入信号的计数误差，故其产生的相对误差约为±1/N，其中，N为单位定时时间内所测得的输入信号的脉冲个数，可见此种方法在低频时测量精度较差；对于测量周期法，相应地，在输入信号的周期时间内，存在±1个所采用的基准脉冲的计数误差，故其产生的相对误差约为±1/M，其中，M为输入信号的周期时间内，所测得的基准脉冲的个数，可见此种方法在高频时测量精度较差。综上所述，两种方法均在某些情况下存在精度较差的问题，因此有必要提供一种无论高频亦或低频时测量精度均较高的测频方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测频方法及系统，以解决上述问题，实现无论是在高频亦或是低频时测量精度均较高的目的。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案一种测频方法，包括确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，所述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期；在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存；将所述单位定时时间内的第一次锁存和与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间；获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。；依据公式P = (Np*C)/N。，对所述输入信号的脉冲频率P进行计算；依据所述脉冲频率P，控制设备的工作状态。优选的，所述对输入信号的脉冲边沿进行锁存具体为对输入信号的上升边沿进行锁存或对输入信号的下降边沿进行锁存。优选的，所述确定单位定时时间包括获取相邻两次采样的采样时间间隔，将所述采样时间间隔预设倍数时间作为所述单位定时时间。优选的，所述方法还包括确定下次采样前每相邻两个脉冲之间的最短时间间隔T，判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于所述最短时间间隔T，如果是，利用时钟信号对当前要锁存的脉冲边沿进行锁存，直至所述采样时间间隔内的输入信号的脉冲边沿全部被锁存为止。
优选的，所述确定最短时间间隔T包括确定频率加速度a;依据公式f = P+a/P获取抗干扰频率f ;将所述抗干扰频率f的倒数作为所述最短时间间隔T。优选的，所述获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。包括获取所述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数；获取与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数；对所述第一脉冲个数和所述第二脉冲个数进行计算，得出所述采样时间内脉冲个
数Np ；对所述第一时钟个数和所述第二时钟个数进行计算，得出所述采样时间内时钟个
数Nc。优选的，所述单位定时时间和所述时钟频率C具体由中央处理器CPU确定。优选的，所述时钟频率C为IOMHz。相应地，本发明还提供了一种测频系统，包括确定模块，用于确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，所述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期；锁存模块，用于在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存；时间确定模块，用于将所述单位定时时间内的第一次锁存和与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间；数据获取模块，用于获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。；频率计算模块，用于依据公式P = (Np*C)/N。，对所述输入信号的脉冲频率P进行计算;控制模块，用于依据所述脉冲频率P，控制设备的工作状态。优选的，所述锁存模块具体用于在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的上升边沿或脉冲下降边沿进行锁存。优选的，所述确定模块具体用于获取相邻两次采样的采样时间间隔，将所述采样时间间隔预设倍数时间作为所述单位定时时间。优选的，所述系统还包括判断模块，用于确定最短时间间隔T，并判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于所述最短时间间隔T，如果是，触发所述锁存模块。优选的，所述数据获取模块包括第一获取单元，用于获取所述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数；第二获取单元，用于获取与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数；第一计算单元，用于对所述第一脉冲个数和所述第二脉冲个数进行计算，得出所述采样时间内脉冲个数Np ；第二计算单元，用于对所述第一时钟个数和所述第二时钟个数进行计算，得出所述采样时间内时钟个数N。。本发明实施例通过利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存，来获取采样时间内的输入信号的脉冲个数Np和时钟个数N。，并依据公式P = (NP*C) /N。来计算脉冲频率P。在获取输入信号的脉冲个数Np是通过对脉冲边沿锁存获得，避免对脉冲个数Np的计数误差；同时，所述采样时间的具体值可由公式NcZC计算得出，在进行频率测量时，产生的相对误差为±1/N。。低频时，其相当于将现有技术中的测量频率法的±1个脉冲信号所对应的相对误差±1/NP转化为所述相对误差±1/N。，而在实际应用时，时钟信号的时钟个数N。远远高于输入信号的脉冲个数Np，因此，±1/N。远小于±1/NP，从而提高了测量精度；高频时，通过对单位定时时间的合理设定，较之于现有测量周期法，在所述单位定时时间内，Nc数值随输入信号的周期增多而增大，进而相对误差±1/N。降低，同样提高了测量精度。综上，本发明所提供的测频方法和系统，在进行高频测量和低频测量时，相对于现有技术中的测量频率法和测量周期法，测量精度提高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的测频方法流程图；图2是本发明实施例提供的测频误差示意图；图3是本发明实施例提供的测频方法另一流程图；图4是本发明实施例提供的确定单位定时时间的示意图；图5是本发明实施例提供的测频方法又一流程图；图6是本发明实施例提供的对脉冲判断的示意图；图7是本发明实施例提供的测频系统的一种结构示意图；图8是本发明实施例提供的测频系统的另一种结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种测频方法，以提高在高频或是低频测量时的测量精度。请参见图1，其示出了上述测频方法的一种流程图，至少包含如下步骤SI、确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，上述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期。在本实施例,单位定时时间和时钟频率C可以由CPU(Central Processing Unit,中央处理器)设定，如将单位定时时间至少设定为10ms，将时钟频率C设定为10MHz。S2、在上述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存。其中，上述脉冲边沿可以为脉冲的上升边沿和/或下降边沿。在实际应用中，可以采用锁存器对输入信号的脉冲边沿进行锁存。S3、将上述单位定时时间内的第一次锁存和与第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间。在本实施例，在对脉冲的上升边沿或下降边沿进行锁存时，第一次锁存和最后一次锁存的脉冲类型相同，此时采样时间为第一次锁存和最后一次锁存之间的时间间隔；在对脉冲的上升边沿和下降边沿同时进行锁存时，首先判断第一次锁存和最后一次锁存的脉冲类型是否相同，如果不同，则获取与第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存，即倒数第二次锁存，将第一次锁存和倒数第二次锁存之间的时间间隔作为采样时间。S4、获取上述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数Nc。具体地，本发明实施例中，上述步骤S4可包括S41、获取上述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数。S42、获取与上述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数。S43、对上述第一脉冲个数和上述第二脉冲个数进行计算，得出上述采样时间内脉冲个数Np。其中，在对脉冲的上升边沿或下降边沿进行锁存时，对第一脉冲个数和上述第二脉冲个数的计算可以为对第一脉冲个数和上述第二脉冲个数进行差分计算。在对脉冲的上升边沿和下降边沿进行锁存时，对第一脉冲个数和上述第二脉冲个数的计算可以为对第一脉冲个数和上述第二脉冲个数进行差分计算得出差分结果N，选取N/2作为脉冲个数Np。S44、对上述第一时钟个数和上述第二时钟个数进行计算，得出上述采样时间内时
钟个数N。。具体地，上述时钟个数N。可通过将上述第二时钟个数与第一时钟个数做差分计算得出。S5、依据公式P = (Np*C)/N。，对上述输入信号的脉冲频率P进行计算。S6、依据上述脉冲频率P，控制设备的工作状态。
本发明实施例通过利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存，来获取采样时间内的输入信号的脉冲个数Np和时钟个数N。，并依据公式P = (NP*C) /N。来计算脉冲频率P。在获取输入信号的脉冲个数Np是通过对脉冲边沿锁存获得，避免对脉冲个数Np的计数误差；同时，上述采样时间的具体值可由公式NcZC计算得出，在进行频率测量时，产生的相对误差为±1/N。。低频时，其相当于将现有技术中的测量频率法的±1个脉冲信号所对应的相对误差±1/NP转化为上述相对误差±1/N。，而在实际应用时，时钟信号的时钟个数N。远远高于输入信号的脉冲个数Np，因此，±1/N。远小于±1/NP，从而提高了测量精度；高频时，通过对单位定时时间的合理设定，较之于现有测量周期法，在上述单位定时时间内，N。数值随输入信号的周期增多而增大，进而相对误差±1/N。降低，同样提高了测量精度。综上，本发明所提供的测频方法和系统，在进行高频测量和低频测量时，相对于现有技术中的测量频率法和测量周期法，测量精度提高。下面以对输入信号的上升边沿进行锁存为例进行详细说明，输入信号和时钟信号的不意图如图2所不，图中pulse表不输入信号,clock表不时钟信号。假设在锁存过程中，采样时间为10ms，时钟信号的时钟频率为10MHz。对上述输入信号的脉冲频率的测量精度误差主要是由时钟信号在对上述输入信号的脉冲上升边沿进行锁存时，锁存时间误差Le导致。误差Le可导致时钟个数N。存在土 I个计数误差。若时钟频率本身不存在精度误差，且不考虑对脉冲上升边沿进行锁存时的定时误差，则对于上述IOMHz的时钟频率，±1个时钟信号的计数误差所导致的时间误差为1X0. lus，故对于IOms的采样时间，测频的相对误差为
1x0. Im1S*——-= 10 ppm
\()ms
o在考虑时钟频率误差的情况下，相对误差的计算公式如下
_^_ NP
7VnXN7 VdXN
yxN ±(1+/P pxK)xV /p p^ yc 7i
Np_l±(K+ P ) 1,(1)
I / ,,v CxN ，
VpxnPp其中，K表示时钟精度。
PP
K+K+-^-
CxNCxN对上述公式⑴进行简化，得-^或--所以其相对误差约
l-(K+-)1+C^+p M )
CxNpCxNp
寸于 CxN
P。对于IOms的采样时间，若输入信号的脉冲频率为高频，则P/Np为1/lOms，在时钟
K, P
信号的时钟频率C为IOMHz时，相对误差^+5^为K+10ppm，进一步当时钟频率C自身无精
P
度误差时，测频的相对误差为IOppm;若输入信号的脉冲频率为低频，采样时间将加长，如
,r, P
米样时间为Ams,其中A > 10,则P/Np为1/Ams,小于10晕秒分之I,相对误差小于
P
K+10ppm，可见，在时钟频率C自身无精度误差时，测频的相对误差小于lOppm。可见，输入信号的脉冲频率为低频或高频，在不考虑时钟频率的自身精度误差的情况下，在采样时间为IOms时，利用本发明提供的方法对输入信号所测得的脉冲频率相对于其真实频率的误差不大于lOppm，精度很高。在本发明其他实施例中，上述测频方法还可以实现对频率测量的快速更新，其体现在第i次对输入信号的频率测量过程中对单位定时时间的确定上，其中i > 2，具体确定过程请参阅图3中的步骤S7:S7、获取相邻两次采样的采样时间间隔n，并将采样时间间隔n的预设倍数时间作为上述单位定时时间。其中，采样是指对输入信号的采样。在本实施例，对输入信号的采样与现有采样相同，对此不再加以阐述。
需要说明的是图3所示的测频方法中步骤S1-S6适用于第一次对输入信号的频率测量，步骤S2-S7适用于第二次及以上次数对输入信号的频率测量。本实施例中，上述快速更新具体可采用类似移动平均的方法，参见图4，其对脉冲频率测量的快速更新通过快速对脉冲频率的循环测量实现。即每隔上述采样时间间隔n对输入信号进行一次采样，将当前采样对应的时刻作为采样时刻，且将采样时刻前采样时间间隔n的预设倍数的时间，如IOn作为单位定时时间，继而获取上述单位定时时间内的第一次锁存所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数以及最后一次锁存所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数，从而可获取采样时间内的脉冲个数Np和时钟个数N。，最终计算脉冲频率P。具体地，在确定了采样时间间隔n时，在单位定时时间内对输入信号脉冲边沿的锁存，仅需要对上次采样时刻后的上述采样时间间隔n内的输入信号的脉冲边沿进行锁存，而单位定时时间内的其他锁存仍以之前的锁存为准，在确定了采样时间间隔n后，可实现在上述采样时间间隔n的时间即对脉冲频率进行测量更新。其中，上述采样时间间隔n是可设定的，且其设定范围与上述输入信号的脉冲频率有关，脉冲频率越大，上述采样时间间隔n的值越小。基于对高频时测量精度的考虑，采样时间间隔n的设定应尽量使单位定时时间内的脉冲个数较多。例如，本发明上述实施例中，采样时间间隔n的值可以设定为1ms，则对于不小于500Hz的输入信号的脉冲频率P，单位定时时间内的脉冲个数至少为5个，则每隔Ims对输入信号重新进行频率测量，实现对脉冲频率的快速实时更新。当然，在具体测频时，若已知脉冲频率的范围，则为了尽可能地提闻测频精度，在低频时对n的设定可使单位定时时间内的输入信号的脉冲个数远大于5个。可见，CPU在对单位定时时间进行设定时，可首先依据当前测得的脉冲频率P设定采样时间间隔n，进而根据采样时间间隔n的预设倍数确定上述单位定时时间。在本实施例，通过获取相邻两次采样的采样时间间隔n，并将上述采样时间间隔n前的预设倍数时间作为上述单位定时时间的方式可以对输入信号的脉冲频率进行快速实时测量。在本发明其他实施例中，对上述测频方法进行了抗干扰改进，请参见图5，图5示出了本发明一种测频方法的另一种流程图，其只适用于对脉冲的上升边沿或下降边沿进行锁存的情况，可以包括以下步骤SI’、确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，上述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期。S2’、在上述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存。S3’、将上述单位定时时间内的第一次锁存和最后一次锁存之间的时间间隔作为米样时间。
S4’、获取上述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。。S5’、依据公式P = (Np*C)/N。，对上述输入信号的脉冲频率P进行计算。S6’、依据上述脉冲频率P，控制设备的工作状态。S7’、获取相邻两次采样的采样时间间隔n，并将上述采样时间间隔n的预设倍数时间作为上述单位定时时间。 S8’、确定下次采样前每相邻两个脉冲之间的最短时间间隔T。其中，对上述最短时间间隔T的确定可以包括确定频率加速度a ;依据公式f =P+a/P获取抗干扰频率f ;将上述抗干扰频率f的倒数作为上述最短时间间隔T。其中，上述频率加速度a，具体可由CPU根据现场应用环境设置。S9’、判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于上述最短时间间隔T，如果是，执行步骤S9’，如果否，执行步骤S10’。S10’、利用时钟信号对当前要锁存的脉冲边沿进行锁存，直至上述采样时间间隔内的输入信号的脉冲边沿全部被锁存为止，转至S3’。S11’、不对脉冲边沿进行锁存。在本发明实施例中，仍以脉冲的上升边沿为例，参见图6，抗干扰改进具体在每次采样后，通过上次采样的采样频率P，由CPU根据现场应用环境设置的频率加速度a，确定下次采样的相邻两个脉冲的最短时间间隔T的值l/(a/P+P)，即抗干扰时间。当输入信号的当前脉冲上升边沿与上次锁存的脉冲上升边沿之间的时间间隔大于最短时间间隔T时，判断该脉冲为有效脉冲，并利用时钟信号对其脉冲上升边沿进行锁存，并且以此脉冲上升边沿开始计算其与下一个脉冲上升边沿之间的时间间隔，再次对时间间隔进行判断，直至采样时间间隔内的输入信号的脉冲边沿全部被锁存为止；当输入信号的当前脉冲上升边沿与上次锁存的脉冲上升边沿之间的时间间隔大于最短时间间隔T时，判断脉冲为无效脉冲，不锁存。假设当输入信号的脉冲频率小于500Hz时，不进行抗干扰测频，且假设频率加速度a的范围为-5000Hz/s 5000Hz/s。则根据采样频率和结合频率加速度，计算得到抗干扰时间最小为l/(5000/f+f)，其中f为脉冲频率。当输入脉冲上升边沿与上次有效脉冲上升边沿之间的时间间隔大于此值时，判断脉冲为有效脉冲。但上述测频方法也可能会带来微小的测频误差，仍请参见图3。如采样时刻2前无干扰输入，采样时刻2与采样时刻I之间实际输入的脉冲个数为2个，采用上述测频方法得出的有效脉冲个数也为2个，同时用于计算频率的锁存时间也正确，因此脉冲频率计算正确；若恰好在采样时刻前有毛刺或有脉冲抖动，如图3中采样时刻3前有I个毛刺和I个脉冲抖动，采样时刻3与采样时刻2之间实际输入的脉冲个数为2个，采用上述测频方法得出的有效脉冲个数也为2个，但用于计算频率的锁存时间有误差，从而导致测频误差的产生，但上述测频误差发生的概率极低，即使发生，在采用本发明提供的测频方法时，产生的测频误差也很小，在上述假设的数据前提下其具体小于0. 4%。具体地，对测频误差的具体计算步骤如下由频率加速度a导致的相邻两脉冲上升边沿之间的时间间隔最小为I/ (5000/f+f)，则其与实际脉冲的时间间隔的差值为I/f-l/(5000/f+f)，由于单位定时时间至少为10ms，因此由频率加速度a导致的输入信号的脉冲脉宽变化而产生的误差小于(1/f-l/(5000/f+f))0.01。当输入信号的脉冲频率为500Hz时，产生的误差为0. 392% ;当上述脉冲频率达到3kHz时，误差为0. 0019%。 可见，上述测频方法实现了测频时的抗干扰，可把叠加于输入脉冲上的干扰脉冲，如脉冲抖动判断为有效脉冲，而独立于输入脉冲外的毛刺判断为无效脉冲并将其滤除。具体地，本发明可依据上述脉冲频率P，控制设备的工作状态，以下为本发明实施例提供的一详细的控制场景某输油管道含一流量计，每加仑输出1000个脉冲，输油管道最大流量限制为105加仑每分钟，当流量到达100加仑每分钟时，需在IOOms内输出控制信号降低输油速度，预防超过限制。那么在一般情况下，可以每秒显示当前脉冲频率，确定当前流量。当脉冲频率到达1000X100/60 = 1666.67Hz时，CPU可在单位定时时间(IOms左右)内测出频率并输出控制信号，减小流量。以下为本发明实施例提供的另一控制场景在发电厂，通过汽轮机带动发电机高速旋转切割磁力线来发电，当转速为3000转每分钟时，输出为50Hz的电压信号，当转速增大时，输出电压的频率将增大，当超过3090转每分钟时，需在50ms输出超速保护电磁阀信号，实现汽轮机的超速保护功能。若汽轮机齿轮齿数为60，则当汽轮机输出脉冲频率达3090Hz时，CPU可在单位定时时间(IOms左右)测出频率并输出超速保护信号。当然，本发明在依据脉冲频率P控制设备的工作状态时，不限于上述实例，还可应用于其他控制场景，不再一一阐述。相应地，本发明还提供了一种测频系统，请参见图7，其可包括确定模块100，用于确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，上述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期。锁存模块200，用于在上述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存，上述脉冲边沿为脉冲的上升边沿或下降边沿。时间确定模块300,用于将上述单位定时时间内的第一次锁存和与第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间。数据获取模块400，用于获取上述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。。频率计算模块500，用于依据公式P = (Np*C)/N。，对上述输入信号的脉冲频率P进行计算。控制模块600，用于依据上述脉冲频率P，控制设备的工作状态。具体地，请参见图8，在本发明实施例中，数据获取模块400可包括第一获取单元410，用于获取上述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数。第二获取单元420，用于获取上述最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数。第一计算单元430，用于对上述第一脉冲个数和上述第二脉冲个数进行差分计算，得出上述采样时间内脉冲个数Np。第二计算单元440，用于对上述第一时钟个数和上述第二时钟个数进行差分计算，得出上述采样时间内时钟个数N。。具体地，在本发明实施例中，上述系统中的确定模块100对单位定时时间的确定具体为获取相邻两次采样的采样时间间隔，将上述采样时间间隔预设倍数时间作为上述单位定时时间。
在本发明其他实施例中，上述系统还可包括判断模块，用于确定最短时间间隔T，并判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于上述最短时间间隔T，如果是，触发上述锁存模块。其中，上述判断模块的功能只适用于锁存模块对输入信号的上升边沿或下降边沿进行锁存的情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种测频方法，其特征在于，包括 确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，所述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期； 在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存； 将所述单位定时时间内的第一次锁存和与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间； 获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。； 依据公式P = (NP*C) /N。，对所述输入信号的脉冲频率P进行计算； 依据所述脉冲频率P，控制设备的工作状态。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述对输入信号的脉冲边沿进行锁存具体为对输入信号的上升边沿进行锁存或对输入信号的下降边沿进行锁存。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定单位定时时间包括获取相邻两次采样的采样时间间隔，将所述采样时间间隔预设倍数时间作为所述单位定时时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括确定下次采样前每相邻两个脉冲之间的最短时间间隔T，判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于所述最短时间间隔T，如果是，利用时钟信号对当前要锁存的脉冲边沿进行锁存，直至所述采样时间间隔内的输入信号的脉冲边沿全部被锁存为止。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定最短时间间隔T包括 确定频率加速度a ； 依据公式f = P+a/P获取抗干扰频率f ; 将所述抗干扰频率f的倒数作为所述最短时间间隔T。
6.根据权利要求I至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。包括 获取所述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数； 获取与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数； 对所述第一脉冲个数和所述第二脉冲个数进行计算，得出所述采样时间内脉冲个数Np; 对所述第一时钟个数和所述第二时钟个数进行计算，得出所述采样时间内时钟个数Nc。
7.根据权利要求I至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述单位定时时间和所述时钟频率C具体由中央处理器CPU确定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单位定时时间至少为10ms。
9.根据权利要求7述的方法，其特征在于，所述时钟频率C为IOMHz。
10.一种测频系统，其特征在于，包括 确定模块，用于确定单位定时时间和时钟信号的时钟频率C，其中，所述单位定时时间包含输入信号的多个脉冲周期； 锁存模块，用于在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存；时间确定模块，用于将所述单位定时时间内的第一次锁存和与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存之间的时间间隔作为采样时间； 数据获取模块，用于获取所述采样时间内脉冲个数Np和时钟个数N。； 频率计算模块，用于依据公式P = (NP*C) /N。，对所述输入信号的脉冲频率P进行计算； 控制模块，用于依据所述脉冲频率P，控制设备的工作状态。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述锁存模块具体用于在所述单位定时时间内，利用时钟信号对输入信号的上升边沿或脉冲下降边沿进行锁存。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述确定模块具体用于获取相邻两次采样的采样时间间隔，将所述采样时间间隔预设倍数时间作为所述单位定时时间。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括 判断模块，用于确定最短时间间隔T，并判断当前要锁存的脉冲边沿与上一个已锁存的脉冲边沿之间的时间间隔是否大于所述最短时间间隔T，如果是，触发所述锁存模块。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述数据获取模块包括 第一获取单元，用于获取所述第一次锁存的锁存时刻所对应的第一脉冲个数和第一时钟个数； 第二获取单元，用于获取与所述第一次锁存的边沿类型相同的最后一次锁存的锁存时刻所对应的第二脉冲个数和第二时钟个数； 第一计算单元，用于对所述第一脉冲个数和所述第二脉冲个数进行计算，得出所述采样时间内脉冲个数Np ； 第二计算单元，用于对所述第一时钟个数和所述第二时钟个数进行计算，得出所述采样时间内时钟个数N。。
全文摘要
本发明公开了一种测频方法及系统，所述方法通过利用时钟信号对输入信号的脉冲边沿进行锁存，来获取采样时间内的脉冲个数Np和时钟个数Nc，并依据P＝(Np*C)/Nc计算脉冲频率P。该方法的相对误差为±1/Nc。低频时，其相当于将现有测量频率法的±1个脉冲信号所对应的相对误差±1/Np转化为±1/Nc，而时钟个数Nc远高于脉冲个数Np，则±1/Nc远小于±1/Np，故提高了精度；高频时，通过对单位定时时间的合理设定，较之于现有测量周期法，在所述单位定时时间内，Nc随输入信号的周期增多而增大，进而±1/Nc降低，同样提高了精度。综上本发明在高频和低频时，相对于现有的测量方法，测量精度提高。
文档编号G01R23/10GK102621384SQ201210101140
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者张腾飞, 徐文卿, 陈宇, 陈文祥 申请人:浙江中控技术股份有限公司