一种电信号频率的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电信号频率的测量方法，可以用于精确测量电信号的瞬时频率， 也可用于固定频率或频率变化不大的低频正弦信号、三角波信号、锯齿波信号等的频率测 量，属于信号检测的技术领域。
【背景技术】
[0002] 在日常生活、生产过程中常常需要监测信号的频率。在现有的低频信号的频率测 量方法中，多是将低频信号先通过整形电路形成方波，检测方波相邻两个上升沿或者下降 沿的时间间隔T，求倒数得出频率，但是这种方法的抗干扰能力较差。除此之外还有一些软 件测量频率的方法，比如：零交法、解析法、误差最小化原理类算法、DFT类算法、正交去调 制法等等。这些算法有些易于实现，但由于精度较低而不能投入实用；有些算法的测量效果 不错，但由于运算量过大也不能投入实用。业界需要的是一种可以实用且测量精度较准确 的方法。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中电信号的频率测量精度不够准确 或者是测量过程中运算量过大的缺点，提出一种电信号频率的测量方法，该方法也可以用 于固定频率或频率变化不大的低频正弦信号、三角波信号、锯齿波信号等等的频率测量。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0005] 本发明提出了一种电信号频率的测量方法，该方法是首先初始化积分器，使积分 器输出电压回到零，根据计算得到的积分开始时间进行模拟积分，记录积分开始时间，在 积分器输出电压再次回到零时停止积分，记录积分结束时间，由积分开始时间和积分结束 时间计算电信号的过零点，由一系列电信号的过零点计算电信号的频率或周期，具体包括 以下步骤：
[0006] 步骤1)，以模拟或数字方法获取至少两个周波过负峰值或者过正峰值后的过零 点时间序列T zl，Tz2，…，Tzk，k为大于1的自然数；
[0007] 步骤2)，确定用于计算第i过零点时间的起始积分点时间Tsi，其计算公式为 Tsi=TzMfT' f，其中：T是根据过零点Tzii^ Tz(i_2)，…，Tz(i_k)计算得出的平均周期，参数 fe (〇. 5，l)，i为自然数且i>k;
[0008] 步骤3)，初始化积分器使积分器输出电压回到零，在起始积分点时间Tsi开始一次 模拟积分；
[0009] 步骤4)，当积分器输出电压再次回到零时结束积分，记录积分结束时间Tei ; [0010] 步骤5)，计算第i过零点时间：I；
[0011] 步骤6)，重复步骤2)至步骤5)，得到第i+1过零点时间Tzi+1，被测电信号的周期 为：Tpi=Tz (i+1)-Tzi，被测电信号的频率为
【主权项】
1. 一种电信号频率的测量方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1)，以模拟或数字方法获取至少两个周波过负峰值或者过正峰值后的过零点时 间序列Tzl，Tz2，…，Tzk，k为大于1的自然数； 步骤2)，确定用于计算第i过零点时间的起始积分点时间Tsi，其计算公式为f，其中：T是根据过零点，…，TzU_k)计算得出的平均周期，参数 fG(〇. 5，l)，i为自然数且i>k; 步骤3)，初始化积分器使积分器输出电压回到零，在起始积分点时间Tsi开始一次模拟 积分； 步骤4)，当积分器输出电压再次回到零时结束积分，记录积分结束时间Tei ; 步骤5)，计算第i过零点时间
步骤6)，重复步骤2)至步骤5)，得到第i+1过零点时间Tzi+1，被测电信号的周期为：Tpi=Tz(i+1)-Tzi，被测电信号的频率为
2. 根据权利要求1所述的一种电信号频率的测量方法，其特征在于：步骤2)所述的平 均周期T的计算方法如下： 在第i过零点时间之前有两个过零点，由第i-1过零点时间、第i-2过零点时间得到平 ：T=(Tz(i_1)-Tz(i_2))； 在第i过零点时间之前有两个以上的过零点，由第i-1过零点时间、第i-3过零点时间 得到平均周期
3. 根据权利要求1至2中任一项所述的一种电信号频率的测量方法，其特征在于：还 包括以下步骤：重复步骤1)到步骤6)，测量出被测电信号的若干个周期或频率值，然后对 得到的若干个周期或频率值采用平均法计算出最终频率。
【专利摘要】本发明公开了一种电信号频率的测量方法，属于信号检测的技术领域。该方法包括以下步骤：首先初始化积分器，使积分器输出电压回到零，根据计算得到的积分开始时间进行模拟积分,记录积分开始时间,在积分器输出电压再次回到零时停止积分,记录积分结束时间,由积分开始时间和积分结束时间计算电信号的过零点,由一系列电信号的过零点计算电信号的频率或周期。本发明不需要将低频信号转换成方波，尤其适合于低频正弦信号的频率测量，系统检测方便，硬件开销小；系统的抗干扰能力较强；实现起来简单合理，数据准确、可靠。
【IPC分类】G01R23-02
【公开号】CN104808054
【申请号】CN201410036490
【发明人】戴尔晗
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月26日