号上升沿到来，等到输入待测信号上升沿到来时，两 个计数器开始工作。时间To后，预置闸门控制信号下降沿到来，等到输入待测信号上升沿到 来时，两个计数器停止工作，计数时间Ti，完成一次测频过程。
[0037] 如图4所示，预置闸门时间To,实际闸门时间h，标准时钟信号个数Ns，输入待测信 号个数Nx。设标准时钟信号频率为f s，输入待测信号频率为fx，则：
[0038]
(1)
[0039] 设输入待测信号频率真实值为fxe3，测频相对误差为δ，则：
[0040](；2> j xe
[0041] 计数开始和结束均由输入待测信号上升沿控制，故Nx无误差。设Ns误差为八队，可 知ANs最多为1，即：
[0042] Δ Ns | < 1 (3)
[0043] 而输入待测信号频率真实值匕6可表示为：
[0044]
⑷
[0045] 将式(1)、式(3)和式(4)代入式(2)，得：
[0046]
.(5:)
[0047] 可知，测频相对误差仅与实际闸门时间和标准时钟信号频率有关，与输入待测信 号频率无关，实现等精度测量。
[0048]如图5所示，FPGA测量模块主要由锁相环倍频模块、延时消抖模块、预置门设置模 块、测量计数模块和串口通信模块组成。
[0049]锁相环倍频模块对系统时钟信号进行倍频，输出更高频率时钟信号，用作标准时 钟信号。标准时钟信号分别输入延时消抖模块、预置门设置模块和测量计数模块。
[0050] 延时消抖模块对输入待测信号进行处理，去除信号毛刺，减小测量误差。该模块对 输入待测信号高低电平分别计数，当两者个数满足要求时，才对应输出高低电平。
[0051] 预置门设置模块测量标准时钟信号和输入待测信号个数，确定闸门时间。闸门时 间根据输入待测信号频率变化而变化，频率低时，闸门时间变长，频率高时，闸门时间变短。
[0052]测量计数模块在闸门时间控制下，测量标准时钟信号和输入待测信号个数。闸门 控制信号高电平时，标准时钟信号上升沿到来，标准时钟信号计数值加一;输入待测信号上 升沿到来，输入待测信号计数值加一。闸门控制信号低电平时，标准时钟信号计数值清零， 输入待测信号计数值清零。
[0053]串口通信模块将标准时钟信号和输入待测信号个数传送至控制计算模块。串口通 信模块以主从方式工作，全双工通信，在中央处理器和外围器件之间传输数据，数据按位传 输，高位在前，低位在后。
[0054]如图6所示，所述控制计算模块的具体工作流程如下：
[0055] (1)开始；
[0056] (2)所述控制计算模块初始化系统时钟、输入输出接口等；
[0057] (3)所述控制计算模块下发读取数据指令至FPGA测量模块；
[0058] (4)所述控制计算模块接收标准时钟信号和输入待测信号个数；
[0059] (5)所述控制计算模块计算输入待测信号频率；
[0060] (6)返回步骤（3)。
[0061] 综上所述，本发明提供了一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，使用 FPGA测量信号频率，减小测量误差，提高测量精度，实时监测信号频率，为故障判定提供依 据。
[0062] 本发明已通过上述实施例及其【附图说明】清楚，在不背离本发明精神和实质的情况 下，所属领域的技术人员可根据本发明做出相应变化和修正，这些变化和修正都属于本发 明权利要求的保护范围。
[0063] 本发明未涉及方法均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【主权项】
1. 一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，其特征在于，以红外热轴通道监 视诊断系统为基础，在分析诊断设备与监测终端上分别设置频率测量模块，所述频率测量 模块包括整形电路、FPGA测量模块和控制计算模块，所述整形电路接收音频信号进行整形 后输出至FPGA测量模块;所述FPGA测量模块采用多周期同步测量技术测量标准时钟信号和 输入待测信号个数，并送至控制计算模块;所述控制计算模块接收标准时钟信号和输入待 测信号个数，计算输入待测信号频率。2. 根据权利要求1所述的一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，其特征在 于，所述整形电路使用高速比较器构成滞回比较器电路，将音频信号转换为矩形波信号。3. 根据权利要求1所述的一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，其特征在 于，所述FPGA测量模块包括锁相环倍频模块、延时消抖模块、预置门设置模块、测量计数模 块和串口通信模块，所述锁相环倍频模块对系统时钟信号进行倍频，输出更高频率时钟信 号，作为标准时钟信号，标准时钟信号分别输入延时消抖模块、预置门设置模块和测量计数 模块;所述延时消抖模块对输入待测信号进行处理，去除信号毛刺，减小测量误差，并将处 理后信号输入至预置门设置模块和测量计数模块;所述预置门设置模块测量标准时钟信号 和输入待测信号个数，确定闸门时间，并将闸门时间控制信号输入至测量计数模块;所述测 量计数模块在闸门时间控制下，测量标准时钟信号和输入待测信号个数，并将测量计数结 果输入至串口通信模块;所述串口通信模块将标准时钟信号和输入待测信号个数传送至控 制计算模块。4. 根据权利要求1所述的一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，其特征在 于，所述控制计算模块的具体工作流程如下： (1) 开始； (2) 初始化包括系统时钟、输入输出接口； (3) 下发读取数据指令至FPGA测量模块； (4) 接收标准时钟信号和输入待测信号个数； (5) 计算输入待测信号频率； (6) 返回步骤(3)。
【专利摘要】本发明公开了一种红外线轴温探测系统音频通道频率测量方法，以红外热轴通道监视诊断系统为基础，在分析诊断设备与监测终端上分别设置频率测量模块，所述频率测量模块包括整形电路、FPGA测量模块和控制计算模块，所述整形电路接收音频信号进行整形后输出至FPGA测量模块；所述FPGA测量模块采用多周期同步测量技术测量标准时钟信号和输入待测信号个数，并送至控制计算模块；所述控制计算模块接收标准时钟信号和输入待测信号个数，计算输入待测信号频率。该方法使用FPGA测量信号频率，减小测量误差，提高测量精度，实时监测信号频率，为故障判定提供依据。
【IPC分类】G01R23/10, B61K9/06, G01J5/00
【公开号】CN105509897
【申请号】CN201610005860
【发明人】陈夕松, 朱文龙, 缪锐, 方鑫, 王凯, 金玉书, 陈国平, 祁大伟
【申请人】南京富岛信息工程有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月6日