基于MicroBlaze軟核的等精度頻率計設計

韓瑞，張瑩瑩，楊文，陳華寶

（淮陰師范學院 物理與電子電氣工程學院，江蘇淮安，223001）

0 引言

頻率計是一種專門對被測信號頻率進行測量的電子測量儀器，能夠快速準確地捕捉到被測信號頻率的變化。在電子技術中，頻率與許多電參量的測量方案、測量結果都有十分密切的關系，因此，頻率計在科學研究、精密測量和工業控制等方面都有著較廣泛的應用。針對傳統的頻率計存在結構復雜、穩定性差、精度不高且成本較高等缺陷，本文基于MicroBlaze軟核設計的等精度頻率計，可實現對被測信號頻率、周期、脈沖寬度和占空比的測量及顯示。

1 等精度頻率測量原理

等精度頻率計測頻原理如圖1所示。當控制器發出預置閘門控制信號CL，并且被測信號上升沿到來時D觸發器有輸出，使能兩個計數器BZH、TF，分別對標準信號和被測信號進行計數；當控制器關閉預置閘門控制信號CL，并且被測信號上升沿到來時D觸發器輸出為零，兩個計數器同時停止計數。其時序如圖2所示，由于采用D觸發器實現預置閘門的同步作用，TF計數器所記錄的NX值已不存在誤差的影響，而時鐘信號與閘門的開和關無確定的相位關系，BZH計數器所記錄的NS的值仍存在±1誤差的影響，但由于時鐘頻率很高，對誤差影響很小，所以在全頻段的測量精度是均衡的，從而實現等精度頻率測量。顯然在實際的閘門時間內有：

由于t為Nx周期的整數倍，因而Nx的正負誤差為0，即DNx=0，又 DNs=±1，Dfs=0，則 ：

圖1 等精度測頻原理圖

圖2 等精度測頻時序圖