高精度测频率

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频率的测量实验方法与设备选择指南

频率的测量实验方法与设备选择指南

频率的测量实验方法与设备选择指南频率的测量是电子工程中的一个重要环节。

无论是在通信领域、无线电领域还是其他电子设备的研发过程中,频率的准确测量都是至关重要的。

本文将介绍一些常用的频率测量实验方法,并提供一些选择频率测量设备的指南。

一、频率测量实验方法频率测量方法有很多种,下面将介绍其中的几种常用方法:1. 直接计数法:这是一种简单且常用的测量方法。

它通过计数信号周期数来得到频率。

首先需要选择一个计数时间,然后将计数器与待测信号连接。

在计数时间结束后,通过计算周期数和计数时间的比值,即可得到频率的测量结果。

2. 相位比较法:这是一种高精度的测量方法。

它利用信号的相位来进行测量。

具体操作是将待测信号与一个准确的参考信号进行比较,通过比较过程中相位差的变化,可以计算出待测信号的频率。

3. 干涉法:这是一种基于光学原理的测量方法。

它利用干涉现象来进行频率测量。

通常使用的设备是干涉仪,通过观察干涉条纹的变化来计算频率。

4. 快速傅里叶变换法:这种方法适用于对复杂信号进行频谱分析。

它通过对信号进行傅里叶变换,将信号从时域转换到频域,从而得到频率分量的信息。

二、频率测量设备选择指南在选择频率测量设备时,需要考虑以下几个因素:1. 测量范围:根据实际需求确定测量范围。

不同的设备有不同的测量范围,需要根据待测信号的频率确定所需的测量范围。

2. 精度要求:根据实际应用的精度要求选择设备。

精度是决定设备性能好坏的重要指标之一,对于一些要求高精度的应用,选择具有高精度的设备是必要的。

3. 设备类型:根据实验需求选择合适的设备类型。

常见的频率测量设备有频率计、频谱分析仪、干涉仪等。

根据实验的要求,选择最适合的设备类型。

4. 使用便捷性:考虑设备的使用便捷性。

一些设备可能需要复杂的设置和操作,对于初学者来说可能不太友好。

因此,选择操作简单、易于使用的设备会提高工作效率。

总之,频率的测量在电子工程中占据重要地位,选择合适的测量方法和设备对于实验结果的准确性和工作效率至关重要。

频率的测量方法

频率的测量方法
详细描述
石英晶体振荡器法的基本原理是利用石英晶体的振荡特性。石英晶体是一种物理性质稳定的材料,其振荡频率与 晶体的物理特性有关,因此可以作为高精度的时间基准。通过测量石英晶体振荡器的振荡频率,就可以得到高精 度的频率值。
测频法
总结词
测频法是一种通过测量信号的周期来计算频率的方法,具有测量精度高、稳定性 好的优点。
多学科交叉融合
国际合作与交流
加强不同学科之间的交叉融合,将频率测 量技术应用于更广泛的领域,如生物医学 、环境监测、安全检测等。
加强国际合作与交流,推动频率测量技术 的共同发展,促进测量技术和标准的国际 互认。
Байду номын сангаас
谢谢
THANKS
频率的测量方法
目录
CONTENTS
• 频率测量的基本概念 • 频率测量的方法 • 现代科技中的频率测量 • 频率测量技术的发展趋势 • 总结与展望
01 频率测量的基本概念
CHAPTER
频率的定义
频率是单位时间内周期性事件发生的 次数,通常用f表示,单位为赫兹 (Hz)。
频率是周期的倒数,即f=1/T,其中T 是周期。
自动校准和校准技术
自动校准技术
利用自动校准技术,实现测量系 统的自动校准和修正,提高测量 精度和稳定性。
校准技术
利用各种校准技术,如激光校准 、微波校准等,对测量系统进行 校准和修正,确保测量结果的准 确性和可靠性。
智能化和自动化测量技术
智能化测量技术
利用人工智能和机器学习等技术,实 现测量系统的智能化,提高测量效率 和精度。
自动化测量技术
利用自动化技术,实现测量系统的自 动化,提高测量效率和精度,减少人 为误差和操作误差。

基于光子学方法的高精度微波频率测量研究

基于光子学方法的高精度微波频率测量研究
实验中发现了光子学方法的一些限制
例如,测量精度受限于光学器件的噪声和线性度,以及光子转换效率等因素。
研究展望
进一步改进和完善 光子学方法
通过研发更高效、更稳定的光子 器件和优化光学系统设计,提高 测量精度和稳定性。
探索多光子转换技 术
利用多光子转换技术可以提高光 子转换效率,降低噪声,提高测 量精度。
03
基于光子学方法的微波频 率测量研究现状
基于光学干涉仪的微波频率测量研究
光学干涉仪的基本原理
光学干涉仪利用光的干涉现象来测量微波频率。当两束光波干涉时,它们在某些频率上加强,在某些频率上抵消,从而可以 提取出微波信号的频率信息。
基于光学干涉仪的微波频率测量系统的优点
基于光学干涉仪的微波频率测量系统具有高精度、高稳定性、高抗干扰能力等优点。此外,由于光学干涉仪的响应速度非 常快,这种测量方法还可以用于测量高速变化的微波信号。
结合其他先进技术
例如,将光子学方法与其他高精 度测量技术(如量子测量、超导 量子干涉仪等)相结合,可以进 一步提高测量精度和稳定性。
拓展应用领域
将基于光子学方法的高精度微波 频率测量技术应用于通信、雷达 、电子对抗等领域,为现代无线 通信技术的发展提供重要支持。
感谢您的观看
THANKS
基于光学干涉仪的微波频率测量系统的挑战
基于光学干涉仪的微波频率测量系统面临着一些挑战,例如需要高稳定度的光学平台和精确的控制环境,以及需要解决光 学干涉仪的漂移和噪声问题。
基于光学滤波器的微波频率测量研究
光学滤波器的基本原理
光学滤波器是一种能够抑制特定频率的光波,同时让其他频率的光波通过的光学元件。利 用光学滤波器可以提取出特定频率的微波信号,从而进行频率测量。

高精度频率计原理

高精度频率计原理

高精度频率计原理频率计是一种用于测量信号频率的仪器。

在各个领域中,频率计都扮演着十分重要的角色,如通信、无线电、音频等。

高精度频率计是一种能够提供更加准确测量结果的频率计。

高精度频率计的原理基于稳定参考信号和被测信号之间的相位差。

其核心组成部分是锁相环电路(PLL)。

PLL是一种反馈控制系统,能够将输入信号的相位和频率与参考信号同步。

高精度频率计利用PLL的工作原理来实现频率测量。

高精度频率计的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 参考信号产生:高精度频率计需要一个稳定的参考信号作为基准。

常见的参考信号源包括晶振、GPS、铯钟等。

这些信号源能够提供非常高的稳定性和精度。

2. 锁相环电路:高精度频率计通过锁相环电路将参考信号和被测信号进行比较。

锁相环电路由相位比较器、低通滤波器、电压控制振荡器(VCO)和频率分频器组成。

相位比较器将参考信号和被测信号进行相位比较,输出相位差信号;低通滤波器用于滤除高频噪声,使输入信号更加稳定;VCO根据相位差信号调整输出频率,使其与参考信号同步;频率分频器用于将输出信号分频,以便后续处理。

3. 频率计数器:频率计数器用于测量被测信号的频率。

它通过计算被测信号经过频率分频器后的脉冲数量来确定频率。

频率计数器的精度决定了高精度频率计的测量精度。

4. 数字信号处理:高精度频率计通常会对测量结果进行数字信号处理,以提高测量精度。

数字信号处理可以包括滤波、平均、校准等过程。

滤波可以去除信号中的噪声成分,平均可以降低随机误差,校准可以校正系统的非线性误差。

高精度频率计的优势在于其稳定性和精度。

通过使用稳定的参考信号和高精度的频率计数器,高精度频率计能够实现对信号频率的准确测量。

在实际应用中,高精度频率计常用于频谱分析仪、通信设备、科学研究等领域。

总结起来,高精度频率计通过锁相环电路和频率计数器实现对信号频率的测量。

其原理是基于稳定参考信号和被测信号之间的相位差。

通过使用稳定的参考信号和高精度的频率计数器,高精度频率计能够提供更加准确的测量结果。

常用的时间频率计量标准器具有哪些?

常用的时间频率计量标准器具有哪些?

常用的时间频率计量标准器具有哪些?关键词:时间频率计量标准器具,时频计量,计量标准时间频率工作计量器具分为两大类:时间频率发生器和时间频率测量仪。

前者产生频率、时间间隔或时刻信号,后者用于测量频率和时间间隔。

本文就常用的计量标准器具名称、测量的范围和产品特点进行简单介绍。

频率合成器也称之为信号发生器,频率范围为1us到110GHz。

频率合成器也包括GNSS信号模拟器。

信号发生器推荐SYN5651型设备。

主要作用是为被测电路产生提供其所需要的测试信号。

输出信号频率通常可按十进位数字选择,最高能达11位数字的极高分辨力。

信号是是以高稳定度石英振荡器作为标准频率源,利用频率合成技术形成所需之任意频率的信号,具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。

时间合成器是产生各种时间间隔,信号形式均为脉冲。

以正(负)脉冲间隔或正(负)脉冲宽度给出时间间隔。

标准时间间隔发生器推荐SYN5612型,采用直接数字合成技术,选择高精度恒温晶振作为内部时钟基准,对信号进行计数触发或单次触发输出,具有多个输出通道和外触发输入通道、外频标输入通道,多种脉冲信号输出,采用大规模集成电路FPGA技术,全数字控制,实现高精度脉冲发生测试。

频率计数器是一款能精准测量信号频率的高性价比时间频率测试仪器。

频率测量范围为1uhz到110GHZ。

SYN5637型高精度频率计数器能对平均值、最大值、最小值、峰峰值等参数进行测量。

时差测量,可测量两种脉冲间的时间间隔和脉冲宽度,范围为1ns到104s。

SYN5605型多通道时间间隔测量仪是一款高性价比的精密时差测量仪器,功能完善,抗干扰能力强。

GNSS接收机,可用于时间测量,接收机可接收一种或多种GNSS 信号,产生标准1pps信号。

SYN2306C型一款GPS和北斗双模接收机,产生串口时间信息和1pps秒脉冲同步信号,无需外接CPU就可以直接输出NEMA数据。

参考频标是高精度频率标准设备。

频率稳定度应优于被检频率稳定度3倍,其他技术指标如日老化率、频率准确度等应优于被检相应技术指标一个数量级。

基于FPGA和MicroBlaze的高精度频率测量方法

基于FPGA和MicroBlaze的高精度频率测量方法

A h i g h a c c u r a c y f r e qu e n c y me a s u r e me n t me t h o d b a s e d o n FPGA a n d Mi c r o Bl a z e
Li u D o n g ,Z h u Mi n g r i ,Yu S h u h u a ,P u Z h e ,Li Ru i s h u a i
第3 3 卷
第 5 期
桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报
J o u r n a l o f Gu i l l n Un i v e r s i t y o f EI e c t r o n i c T e c h n o l o g y
2 0 1 3年 1 0月
( S c h o o l o f El e c t r o n i c En g i n e e i r n g a n d Au t o ma t i o n ,Gml m Un iv e r s i t y o f El ct e on r ic T e c h n o l o g y,Gu i l i n 5 4 1 0 0 4 ,Ch i n a )
V0 1 . 3 3 , No . 5 0C t . 2 0 1 3
基于 F P GA 和 Mi c r o B l a z e的 高精 度频 率 测量 方 法
刘 东, 朱 名 目, 余 淑华 , 蒲 哲, 李 瑞 帅
( 桂 林 电子 科技 大 学 电子 工 程 与 自动 化 学 院 , 广西 桂林 5 4 1 0 0 4 )
可靠, 测量精度高 , 相对 误差不大于 0 . 0 0 0 0 1 %。 关键词 : 频率 测 量 ; 相对误差 ; F P G A; Mi c r o B l a z e ; 等精 度

测量声音频率

测量声音频率

测量声音频率声音频率是指声音波的震动频率, 即单位时间内声音波的振动次数。

频率通常以赫兹(Hz)为单位表示。

测量声音频率可以帮助我们了解声音的特性和产生的原因。

在本文中,我们将探讨测量声音频率的几种方法和其在不同领域中的应用。

一、声音频率的测量方法1. 经验法:一般人可以通过听觉来大致判断声音的频率。

例如,人们对于低频声音,如雷声,通常感觉更低沉;而对于高频声音,如小鸟的鸣叫声,我们会感到更尖锐。

然而,这种方法只能提供主观的估计,并且对于非常精确的频率测量不够准确。

2. 频谱分析:频谱分析是一种更准确的测量声音频率的方法。

通过将声音输入到频谱分析仪中,它会将声音的频率分解为不同的频谱成分,然后以图表或数字的方式展示出来。

这种方法可以提供更详细的频率信息,并且适用于各种声音。

3. 手持式测量仪:现代科技发展使得手持式测量仪器的应用变得更加便捷。

例如,声音频率计是一种通过接收声音信号并将其转换为数字频率值的手持式装置。

这类仪器通常具有高精度和高灵敏度,能够准确测量声音频率。

二、声音频率的应用1. 音乐制作:在音乐制作过程中,测量声音频率对于调音师和音乐制作人来说非常重要。

他们可以使用声音频率计来确保音乐中的各个音符和和弦的频率完美匹配,以确保声音在不同音响设备和音乐播放器上的表现一致。

2. 语音识别:语音识别技术已经应用于很多领域,如人机交互、智能助理等。

测量声音频率是语音识别算法的关键步骤之一。

通过识别和分析声音频率,计算机可以将声音转化为文字,实现语音输入和命令控制。

3. 医疗诊断:在医疗领域,测量声音频率可以帮助医生诊断疾病。

例如,声音频率的异常可能与呼吸系统或心脏疾病有关。

医生可以使用声音频率计来记录患者的声音,并进行分析,以判断是否存在异常音。

这对于早期发现和治疗疾病至关重要。

4. 环境监测:测量声音频率也可以用于环境监测。

例如,城市交通噪音、工业厂房声音等都是城市环境中的常见问题。

通过监测和分析声音频率,我们可以评估噪音的影响,并采取措施减少噪音对人类健康和生活质量的影响。

频率计53131A

频率计53131A
订货信息
53131A通用计数器
53132A件
选件001 中稳定度时基
选件010 高稳定度时基
选件012 高稳定度恒温槽时基(仅适用于53132A)
选件015 1.5GHz通道/BNC连接器(仅适用于53181A)
选件030 带BNC连接器的3GHz通道
这些仪器采用实时数字信号处理技术,在分析数据的同时获取新的读数,加速测量吞吐量。这种为GPIB高层次调制域分析仪系列开发的技术,使计数器能够在每次测量聚集更多的数据,所以可得到更高分辨率的测量,所用时间仅是传统的倒数计数器的几分之一。
强大的分析能力
53131A/132A/181A计数器都具有内置的统计和数学功能,所以,你可以给测量定标,同时测量和跟踪平均值、最大和最小值和标准偏差。自动的极限测试使您能够设置任何一种测量的上限和下限。当测量结果因超出此范围而失败时,计数器就记录了超出范围的状态,提醒操作者并产生一输出信号来触发外部设备或停止测试,模拟显示方式一步即完成极限测试,它让您一目了然地观察通过/失败的极限中的测量结果是否失败了。
对于要求较高分辨率的应用场合,53132A提供与53131A相同的性能,但频率分辨率可高达12位,单次时间间隔分辨率指标规定为150 ps。当您需要最佳的精度和分辨时,或是在自动系统中速度要求苛刻时,可选择53132A。无论您选择哪一种,53100系列计数器都将有一精确、可靠的计数器为您服务多年,我们承诺标准的三年保修期,为了增加用户安全感再延长二年保修期
BenchLink Meter,34812A可选软件可使您的PC和计数器成为功能强大、易于使用的测量系统。该软件使您基于Windows的PC能更方便地配置和运行测试,也更方便地汇集数据。并能帮助您从测量数据得到更多的信息,可提供的各种基本显示格式和分析工具能使您更快、更方便地管理和理解数据。

高精度频率测量模块开发与设计

高精度频率测量模块开发与设计

高精度频率测量模块开发与设计梁景棠【摘要】分析了单片机测量频率原理及过程,提出了单片机测量频率的可行方案.对各个子模块设计进行了详细的方案论证和比较.软件设计完成了程序模块规划、主程序模块和各个接口模块的设计与编程,给出了采集信号、数据处理及LED数码管显示软件设计详细流程.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2015(053)005【总页数】4页(P55-58)【关键词】频率测量;单片机;软件设计;模块设计【作者】梁景棠【作者单位】惠州供电局,广东惠州 516001【正文语种】中文【中图分类】TM935频率测量所能达到的精度,主要取决于作为标准器使用的频率源的精度以及所使用的测量设备和测量方法。

目前,国内外使用测频的方法有很多,有直接测频法、内插法、游标法、时间—电压变化法、多周期同步法、频率倍增法、频差倍增法以及相位比较法等等。

无论使用哪种测量方法,频率测量都是基于以下两种基本方法的。

一种是测频法,即将被测信号加到计数器的计数输入端上,计数器在标准时间Ts1内进行计数,所得的计数值N1与被测信号的频率fx1有如下关系:fx1=N1/Ts1=N1fs1另一种方法是测周法,该方法是将标准频率信号fx2送到计数器的计数输入端,而让被测频率信号控制计数器的计数时间,所得的计数值N2与fx2有如下关系:fx2=fs2/N2无论用哪种方法进行频率测量,主要误差源都是由于计数器只能进行整数计数而引起的±1 误差ε=ΔN/N对于测频法有:ε1=ΔN1/N1=±1/N1=±1/(Ns1fx1)=±fs1/fx1对于测周法有:ε=ΔN2/N2=±1/N2=±fx2/fs2=±Ts2fx2可见在同样的Ts 下,测频法在fx1的低频端误差远大于高频端,而测周法在fx2的高频率的误差远大于低频端,理论研究表明,如进行n 次重复测量取平均,则±1 误差会减小n倍。

基于FPGA的高精度频率计设计

基于FPGA的高精度频率计设计

基于FPGA的高精度频率计设计摘要频率计是一种应用非常广泛的电子仪器,也是电子测量领域中的一项重要内容,而高精度的频率计的应用尤为广泛。

目前宽范围、高精度数字式频率计的设计方法大都采用单片机加高速、专用计数器芯片来实现。

传统的频率测量利用分立器件比较麻烦,精度又比较低,输入信号要求过高,很不利于高性能场合应用。

本论文完成了高精度数字频率计硬件设计和软件设计。

该数字频率计主要包括FPGA和单片机两大部分。

其中FPGA部分又可分为数据测量模块、FPGA和单片机接口模块、FPGA和数码管动态扫描部分。

FPGA部分采用verilog语言编写了电路的各模块电路,选用了当前比较流行的EDA开发软件Quartus II作为开发平台,所有模块程序均通过了编译和功能仿真验证。

对测频系统的设计流程、模型的建立和仿真做出了具体详细的研究,验证了该系统的正确性。

单片机部分采用C51编写了控制软件。

本设计中以FPGA器件作为系统控制的核心,其灵活的现场可更改性,可再配置能力,对系统的各种改进非常方便,在不更改硬件电路的基础上还可以进一步提高系统的性能。

关键词:频率计,单片机,FPGA,电子设计自动化Design of High-accuracy Digital Frequency MeterBased on FPGAABSTRACTFrequency meter is a kind of electronic instrument applied widely. A kind of high-accuracy digital frequency meter is designed based on FPGA in this paper.At present extends the scope,the high accuracy digital frequency meter's design method to use the monolithic integrated circuit to add, the special-purpose counter chip mostly to realize high speed.The design of system hardware and system software is accomplished in the paper. System consists of FGPA and MCU. The circuit based on FPGA includes following some parts: data acquisition module, interface between FPGA and MCU, module scanning number tube. Every circuit module is realized by verilog.The platform of development is Quartus II and all modules procedure is demonstrated by compiling and simulation. Detailed research of design flow, model establishment and system simulation is done. The correctness of the system is demonstrated. The software based on MCU is programmed by C51.In this design takes the systems control by the FPGA component the core, its nimble scene alterability, may dispose ability again, is convenient to system's each kind of improvement, in does not change in hardware circuit's foundation also to be possible to further enhance system's performance.The system has the advantage of high-accuracy and convenience. It’s practicability of frequency meter is well.KEY WORDS: Frequency meter, MCU, FPGA, electronic design automation目录摘要........................................................................................................................................ I ABSTRACT .............................................................................................................................. I I 第1章绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1 频率计的测量方法 (1)1.3EDA技术简介 (3)1.4本论文内容及安排 (4)第2章频率测量方法与原理 (6)2.1直接测频法 (6)2.2利用电路的频率特性进行测量 (7)2.2.1 电桥法测频 (8)2.2.2 谐振法测频 (8)2.2.3 频率—电压转换法测频 (8)2.3等精度测量法 (8)2.4本章小结 (10)第3章系统总体设计方案 (11)3.1频率计系统设计任务与分析 (11)3.1.1 频率计系统设计任务要求 (11)3.1.2 频率计系统设计任务分析 (11)3.2系统总体设计方案 (11)3.3FPGA内部功能模块设计 (12)3.4本章小结 (14)第4章系统的硬件电路设计 (15)4.1FPGA部分的硬件设计 (15)4.1.1 FPGA简介 (15)4.1.2 FPGA芯片的选型 (15)4.2单片机部分的硬件电路设计 (17)4.2.1 单片机的选型原则 (17)4.2.2 单片机控制电路的设计 (18)4.3外围电路设计 (19)4.3.1 键盘接口电路 (19)4.3.2 显示电路 (19)4.3.3 电源电路 (20)4.3.4 信号放大整形电路 (20)4.3.4 其它电路 (21)4.4本章小结 (22)第5章系统的软件设计 (23)5.1VERILOG HDL语言简介 (23)5.2QUARTUS II软件简介 (24)5.3基于EDA技术的设计方法 (25)5.3.1 自底向上的设计方法 (25)5.3.2 自顶向下的设计方法 (26)5.4FPGA内部功能模块设计 (26)5.4.1 D触发器模块 (27)5.4.2 32位高速计数器模块 (28)5.4.3 二选一选择器模块 (29)5.4.4 并—串转换接口模块 (31)5.4.5 串—并转换接口模块 (31)5.4.6 二进制数到8421BCD码转换模块 (32)5.4.7 LED动态扫描显示控制模块 (33)5.5单片机部分的软件设计 (35)5.6本章小结 (36)第6章结论 (37)致谢 (39)参考文献 (40)附录I 顶层原理图 (42)附录II VERILOG程序源代码 (43)基于FPGA的高精度频率计设计 1第1章绪论1.1 研究背景及意义在电子测量技术领域内,频率是一个最基本的参数。

高精度频率计

高精度频率计

联系说明本电子文档是MT020学习开发板的相关设计文档之一,需要购买C8051F020学习开发板才拥有此资料,请尊重作者劳动成果,未经作者同意,请勿用于商业目的。

MT020学习开发板,MT-UDA仿真器购买地址:淘宝店:QQ:331215223E-MAIL:viewmicro@目录摘 要 (3)关键词: (3)1引 言 (3)2总体方案选择与论证 (3)2.1总方案比较 (3)2.2测频方案比较 (4)3 系统的硬件设计 (6)3.1信号整形电路 (6)3.2测频电路 (6)4 系统软件设计 (7)4.1640480液晶程序流程图 (7)5 软硬件连调与系统测试数据 (7)5.1子程序调试 (7)5.2LCD显示调试 (8)5.3频率计功能测试及总体调试 (8)5.4数据测试 (8)6 技术指标与系统误差分析 (8)6.1主要技术指标: (8)6.2系统误差分析 (9)参考文献 (9)附录1 系统原理图 (10)附录2 程序(参考附件) (10)高精度频率计摘 要:本系统基于C8051F020实现等精度的频率测量,利用该单片机灵活的控制功能及速度优势,大大提高了性能和测量精度。

以往的测频都是采用高频段直接计数、低频段间接测周的方法,其测量精度往往会随着被测频率的改变而受到影响。

为了克服测频中高低频段测量精度不等的缺陷,采用双计数器设计,实现等精度的频率测量。

等精度的测量方法不但具有较高的测量精度,而且在整个测频区域内保持恒定的测量精度。

关键词:频率计;等精度;C8051F020;1引 言频率计是计算机、通讯设备、音视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器,测频一直以来都是电子和通讯系统工作的重要手段之一。

高精度的测频仪有着广泛的市场前景。

以往的测频仪都是在低频段采用测周的方法、高频段采用测频的方法,前者对测高频有较高精度,而后者对测低频有较高精度。

然而往往由于被测频率事前不可预测,因此测量精度和测量方法事前均不可确定,从而给使用带来不便,测量精度也受到影响。

基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法

基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法

基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法何晓明;吴琳【摘要】提出了一种脉组间多普勒频率变化率的高精度测量算法,该算法利用脉组相邻脉冲对间的互相关函数估计脉组模糊频率,在连续脉组间选择任一相同模糊频率进行解模糊得到各脉组相对频率,因为这些相对频率包含相同的模糊,所以可以利用差分或滤波算法得到脉组间多普勒频率变化率;计算机仿真和试验均证明了该测量算法的有效性.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2014(009)003【总页数】4页(P277-280)【关键词】脉组;互相关;解模糊;多普勒频率变化率【作者】何晓明;吴琳【作者单位】中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802;中国电子科技集团公司第51研究所,上海201802【正文语种】中文【中图分类】TN950 引言在现代电子战中,近年兴起的机载单站无源快速定位技术所采用的是测向结合测距的定位方法。

而利用多普勒频率变化率实现测距是一种快速高精度的无源定位技术。

该技术的潜在优势在于,当受目标辐射源限制,机载单站无源系统截获次数很低时,依然可以通过较少的测量次数达到较高的测距精度。

该技术对多普勒频率变化率的测量精度提出了较高的要求,并且成为影响定位精度的主要因素之一。

传统的实现多普勒频率变化率测量的信道化、瞬时测频等测频方法需要大量的脉冲数据,再经过时间的积累处理得到的,耗费大量的硬件资源,同时计算量大、时间长、且测频精度不理想,离单站无源定位与跟踪技术的要求还有较大的差距。

有鉴于此,为克服上述现有技术存在的不足,提出了基于互相关的高精度多普勒频率变化率测量方法,以提高测量精度,减小运算量,同时简化系统设计,降低工程应用难度。

1 实现方法1.1 数学模型假定对方的雷达是PD雷达或高精度的相参雷达。

设雷达于0时刻发射信号,发射的信号为式中,f0为载频;gT(t)为周期为T的方波周期函数,方波的宽度为τ。

信号到达接收机时的形式为,A 为信号幅度是t时刻的压缩因子。

物理实验技术中的频率测量方法与技巧

物理实验技术中的频率测量方法与技巧

物理实验技术中的频率测量方法与技巧频率是指单位时间内发生的事件或波动的次数。

在物理实验中,频率测量是非常重要的一项技术,它帮助我们了解和研究各种现象和过程。

本文将介绍几种常用的频率测量方法和一些实用技巧,帮助读者更好地进行物理实验。

1. 静态测量法静态测量法是最简单直接的测量频率的方法之一。

它的原理是在实验过程中,我们通过观察待测现象在一定时间内出现的次数来推算频率。

例如,我们可以用秒表记录一个摆动中的物体在30秒内摆动的次数,然后通过简单的计算得到频率。

这种方法适用于现象变化较慢的实验,但对于频率较高或变化较快的实验,并不适用。

2. 分频法分频法是一种常用的频率测量方法,在物理实验中广泛应用。

它的原理是将待测信号进行频率分频,将高频信号转换成低频信号,从而方便测量。

常见的分频器有二分频、四分频、十分频等。

例如,如果我们使用一个十分频器,将待测信号的频率从100Hz降低到10Hz,然后再用秒表测量10Hz信号出现的次数,最后乘以10就得到了待测信号的频率。

分频法的优点是适用于高频信号的测量,并且比较简单易用。

3. 调谐法调谐法是一种精确测量频率的方法,适用于需要高精度测量的实验。

它的原理是通过调节待测信号的频率,使其与一个已知频率的参考信号产生共振,然后测量参考信号的频率即可得到待测信号的频率。

这种方法常用于频率计等精密测量设备中。

但是需要注意的是,在使用调谐法时,要避免干扰和误差的影响,保持实验环境的稳定和准确。

4. 相位计数法相位计数法是一种常见而且比较准确的频率测量方法。

它的原理是测量信号的相位差,然后根据相位差的变化来计算频率。

通常使用的设备是相位测量器或频率计。

相位计数法的优点是适用于频率范围较宽、变化较大的实验,并且可以实现高精度的测量。

但其缺点是需要较为专业的设备和技术支持。

在物理实验中进行频率测量时,还有一些实用技巧可以帮助提高测量的准确性和精度。

首先是避免干扰,尽量消除外界和系统内部的噪音和干扰,以保证测量结果的可靠性。

频率测量的两种方法及等精度测量原理及实现

频率测量的两种方法及等精度测量原理及实现

频率测量的两种方法及等精度测量原理及实现频率测量在电子设计和测量领域中经常用到,因此对频率测量方法的研究在实际工程应用中具有重要意义。

常用的频率测量方法有两种:频率测量法和周期测量法。

频率测量法是在时间t内对被测信号的脉冲数N进行计数,然后求出单位时间内的脉冲数,即为被测信号的频率。

周期测量法是先测量出被测信号的周期T,然后根据频率f=1/T 求出被测信号的频率。

但是上述两种方法都会产生±1个被测脉冲的误差,在实际应用中有一定的局限性。

根据测量原理,很容易发现频率测量法适合于高频信号测量,周期测量法适合于低频信号测量,但二者都不能兼顾高低频率同样精度的测量要求。

1 等精度测量原理等精度测量的一个最大特点是测量的实际门控时间不是一个固定值,而是一个与被测信号有关的值,刚好是被测信号的整数倍。

在计数允许时间内,同时对标准信号和被测信号进行计数,再通过数学公式推导得到被测信号的频率。

由于门控信号是被测信号的整数倍,就消除了对被测信号产生的±l周期误差,但是会产生对标准信号±1周期的误差。

等精度测量原理如图1所示。

从以上叙述的等精度的测量原理可以很容易得出如下结论:首先,被测信号频率fx的相对误差与被测信号的频率无关;其次,增大测量时间段“软件闸门”或提高“标频”f0,可以减小相对误差,提高测量精度;最后,由于一般提供标准频率f0的石英晶振稳定性很高,所以标准信号的相对误差很小,可忽略。

假设标准信号的频率为100 MHz,只要实际闸门时间大于或等于1s,就可使测量的最大相对误差小于或等于10-8,即精度达到1/100 MHz。

2 等精度测频的实现等精度测量的核心思想在于如何保证在实际测量门闸内被测信号为整数个周期,这就需要在设计中让实际测量门闸信号与被测信号建立一定的关系。

基于这种思想,设计中以被测信号的上升沿作为开启门闸和关闭门闸的驱动信号,只有在被测信号的上升沿才将图1中预置的“软件闸门”的状态锁存,因此在“实际闸门”Tx内被测信号的个数就能保证整数个周期,这样就避免普通测量方法中被测信号的±1的误差,。

时间频率的高精度测量技术

时间频率的高精度测量技术
达到 了一个新 的水平 。 时 间和 频 率 是 我 们 日常生 活和 工 作 中最 常 用 的 两种 基 本 参 量 ,
它 是 国际 单 位 制 中七 个 基本量 之 一 。 在 计 量 学和计 量测 试 中 ,时 间
频率是带头学科 ,是先导 。当代 量子频标 的出现和电子技术 的进 步 , 极大地提高了时间频率计量测试的稳定度和准确度, 其测量精度和测 量技术遥遥领先于其它量子的计量测试水平.因而,下面就 目前时间
此 我 们 已建 立 了频 差 倍 增 测 量 系 统 来 对 时 间 频 率 进 行 高精 度 的 测 量 。根据这种原理制作 的装 置通 常称 为频 差倍增 器 ( 也称 比较器 、比 对 器 、测频器等 ),它是频 率测量 的基 本 组成 部分 , 目前 。频 差倍
司!
增器的倍增次数一般最高为 1 0 0 至 1 0 5 ,它可使频率测量系统的测量 精度达到 1 0 - 1 “ 至1 0 - 1 3 ( 闸门时间为 l o o s 时 )量级。 所谓频差倍增法, 就是将被测频率 f . 与参考频标 f , 之间的差值

A f l f 二 2 . 3 x 1 0 - 1 4
根据这一基本原理,我们利用 1 2 0 5 数字 比相仪、艳束原子频标
和微型计算机组建了时 频坷准相 . 位比 较侧f系 ; 统・ 若 将5 M H : 的 频标
术 ,其线路结构简单,测t分辨率高 .它主要适用于长时间指标 的测 量, 尤其适用于两个相同频 标长稳指标 的昼夜 比较测量而无须人员看 守 。这一 系统的建立 ,它 能够完成 目前 高精度 时频标准 中的精确测
代 产 品大 为增 加 。
2 .测量技术与方法
2 . 1频差倍增法
在进行时间频率的高精度测 量时,不仅要选择高精密度 的时间

高精度测量光的波长和频率的实验技巧

高精度测量光的波长和频率的实验技巧

高精度测量光的波长和频率的实验技巧光的波长和频率是光学中非常重要的物理量,准确测量这些参数对于研究光的性质和应用具有重要意义。

本文将介绍一些高精度测量光的波长和频率的实验技巧,并提供相应的实验步骤和注意事项。

一、介绍对于光的波长和频率的测量,常用的方法包括干涉法、衍射法和吸收法等。

这些方法基于光的干涉、衍射和吸收现象,通过科学仪器和实验装置进行测量。

下面将分别介绍这些方法的实验技巧。

二、干涉法测量光的波长和频率干涉法是一种通过测量光的干涉现象来确定光的波长和频率的方法。

常用的干涉装置有干涉仪、牛顿环实验装置等。

以下是测量光的波长和频率的实验步骤:1. 准备实验材料和仪器,包括光源、干涉仪、屏幕、光电二极管等。

2. 通过调节干涉仪的光程差,观察干涉图案的变化,找到干涉条纹的特征。

3. 记录干涉条纹的位置和间距,根据干涉条件和干涉级数计算光的波长和频率。

三、衍射法测量光的波长和频率衍射法是一种通过测量光的衍射现象来确定光的波长和频率的方法。

常用的衍射装置有单缝衍射实验装置、双缝衍射实验装置等。

以下是测量光的波长和频率的实验步骤:1. 准备实验材料和仪器,包括光源、衍射装置、屏幕、标尺等。

2. 调整衍射装置,使得光通过单缝或双缝后产生明暗交替的衍射图样。

3. 测量衍射图样中明暗条纹的位置和间距,根据衍射条件和衍射公式计算光的波长和频率。

四、吸收法测量光的波长和频率吸收法是一种通过测量光在介质中的吸收特性来确定光的波长和频率的方法。

常用的吸收装置有吸收光谱仪、溶液吸收实验装置等。

以下是测量光的波长和频率的实验步骤:1. 准备实验材料和仪器,包括光源、吸收装置、光电探测器等。

2. 测量光在不同波长下经过介质吸收后的强度变化,得到吸收光谱。

3. 根据吸收光谱中的特征峰位置和强度变化,确定光的波长和频率。

五、实验注意事项在进行测量光的波长和频率的实验时,需要注意以下几点:1. 实验环境要保持稳定,避免外界干扰对实验结果产生影响。

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一.捕获法现给出主要代码CaiJi.c#include "stm32f10x.h"#include "CaiJi.h"//配置系统时钟,使能各外设时钟void RCC_Configuration(void){SystemInit();RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟配置RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE );}void GPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}void NVIC_Configuration(void){NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;#ifdef VECT_TAB_RAMNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);#elseNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);#endifNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //NVIC配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}//////////////////////////////////////////////////////////////////////////void TIM3_Configuration(void)//TIM2初始化函数{TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;TIM_DeInit(TIM3);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xffff;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = ?; //此值保密,呵呵,大家自己可以算一下,唯一奥,不然不准TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //通道选择TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿触发TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//管脚与寄存器对应关系TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//输入预分频。

意思是控制在多少个输入周期做一次捕获,如果//输入的信号频率没有变,测得的周期也不会变。

比如选择4分频,则每四个输入周//期才做一次捕获,这样在输入信号变化不频繁的情况下,可以减少软件被不断中断的次数。

TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; //滤波设置,经历几个周期跳变认定波形稳定0x0~0xFTIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);//TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //根据参数配置TIM外设信息TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI2FP2); //选择IC2为始终触发源TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);//TIM从模式:触发信号的上升沿重新初始化计数器和触发寄存器的更新事件TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable); //启动定时器的被动触发TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //启动TIM2TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC2, ENABLE); //打开中断使能CC1中断请求}stm32f10x_it.c文件#include "stm32f10x.h"#include "stm32f10x_it.h"#include "xpt2046.h"#include"delay.h"extern int pinlv;extern int caiji;extern int m_timer;void TIM3_IRQHandler(void){if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) == SET){pinlv = TIM_GetCapture2(TIM3);caiji = 720000000/pinlv;//caiji=30000;TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2); //清楚TIM的中断待处理位}}二.中断法CaiJi.C文件#include "stm32f10x.h"#include "CaiJi.h"//配置系统时钟,使能各外设时钟void RCC_Configuration(void){SystemInit();RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE );}void GPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}void Exit_Configuration(){EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource7);//EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_IMR_MR7;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line7;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line7);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}void NVIC_Configuration(void){#ifdef VECT_TAB_RAMNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);#elseNVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);#endif}void Timerx_Init2(){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//TIM_DeInit(TIM2);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =9999;TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199;TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter =10 ;//只有高级定时器才有用TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);// TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);清除更新标志位// TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, DISABLE);//预装载寄存器的内容被立即传送到影子寄存器TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}stm32f10x,it.h文件#include "stm32f10x.h"#include "xpt2046.h"#include"delay.h"extern int pinlv;extern int caiji;extern int m_timer;void EXTI9_5_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line7) != RESET){GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);//测试用pinlv=pinlv+1;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);}}void TIM2_IRQHandler(void){if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){m_timer=m_timer+1;if(m_timer==5){//GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);//测试用caiji=pinlv;pinlv=0;m_timer=0;//delay_m_timers(1000);}TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); }}。

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