基于单片机的频率计外文翻译--快速数字频率计-其他专业.doc

中文1606字 密 级 分类号 编 号 成 绩 本科生毕业设计 (论文) 外 文 翻 译 原 文 标 题 FAST DIGITAL FREQUENCY METER 译 文 标 题 快速数字频率计 作者所在系别 电子工程系 作者所在专业 通信工程 作者所在班级 作 者 姓 名 作 者 学 号 指导教师姓名 指导教师职称 讲师 完 成 时 间 2010 年 12 月 译文标题 快速数字频率计 原文标题 FAST DIGITAL FREQUENCY METER 作 者 KHALID.M.IBRAHIM MAHA.A.S.JAAFAR 译 名 哈立德.M. 伊伯拉欣等 国 籍 美国 原文出处 INT.J.ELECTRONICS,1985,VOL.59,NO.2,193-197 快速数字频率计 ·摘要 首先简单介绍低频率测量的数字技术：输入是修改过的两个周期的双斜率波，输出是经过积分操作的双斜波中独立的时间常数。这个技术可以用来给出一个相对于其他频率的频率测量 1．介绍 测量一个低频率，我们不能用在一个固定时期内计数脉冲数的方法，这个方法由于要提取平均过程的时间，所以速度缓慢。在1979年（拉玛穆尔蒂和Kumar 1979年，麦卡锡1979年，范登施特恩1979年）已经有几种运用一定范围的输入波来即时测量频率的方法被提出，然而这些方法受到乘法和除法电路等问题的限制。 本文中采用的方法是根据加法尔等在1984年提出的双斜坡原则建立的，这种方法过分依赖改变时钟频率和时间常数的积分的准确性，本文中的电路没有这种限制。 2．操作原理 图一显示了数字频率计的框图，输入方波的第一个时期，计数器从零初始状态开始计数。计数器在本间隔结束时给出一个数N1. or fc是计数器的时钟频率。 数模转换器在此间隔结束时给出一个电压 在同一期间，积分器（图2）集成了零初始条件下的负参考电压（- Vref2）;在此期间积分器的输出公式为 这种整合需要在一个指定的时间间隔内完成，必须比输入周期T小，然后，在, V01= 时 图一 数字频率计的框图 第二阶段积分器积分用 初始值积分出电压 。这个阶段积分器的输出结果应用到 V01=- 令t=t0, V01=0 or (6) 图二 第一和第二阶段积分器输出的V01 通过(T,T+t0)时段的计数，经过设置后，与时钟频率fc 一起进行计算，计数器得出N2： 由如下公式得出的结果： . 其中f是输入频率。 如果Vref1=Vref2 且是一个指定的时间常量，那么 (8) 其中 为常量 因此，数字输出仅与有关，而与fc和时间常量RC无关。 3．电路描述 图3显示了完整的电路图，第一阶段，计数器从零状态开始计数，锁存器（1）用于存储第一期（N1）结束时计数器的输出——公式1。同时给出一个时间的测量。在同一时期锁存器（2）在状态1，积分器将积分出直流电压 。在第一时期的开始一个短脉冲将在锁存器 被利用，用于给积分器一个-初始值，这里应该注意一下，脉冲的宽度对时间间隔即积分器第一阶段的积分时间没有影响，所以不会影响测量仪的准确性。锁存器 关注和这个阶段积分器的输出——公式5。结束时，s1打开，电容的电压保持常量且与V’01相等 图3 数字时频测量仪的电路全图 在第二时段(T, 2T)，开关S2在状态2，积分器将DAC的电压与从V’01初始值开始的负电平(VDAC)T/RC一起进行积分，图2给出了积分器的时序波形的输出 积分器的输出随后与地电平在比较器C中进行比较，如图3 所示。因此，比较器的输出在整个(T, T+t0)时期均为1，或门在(T, T+t0)时期也要能用。 因此，计数器将得出N2，它的数值与频率是成比例的——公式8，锁存器2用来存储第二阶段结束时得出的结果。 用这种方法测量的最低频率为： 当 or时， (9) 积分器在第二阶段在 t=T+t0 时需要达到一个低于零的值，由于t0T ，T的最小值是t0 ，即Tmin=to，频率的最大值是fmax=1/to——公式6，这就成立： If Vref1=Vref2 , then (10) 定义一个比例因子S，S= (fmax/fmin),则S=1/t’fmax，即 (11) 因此，用这种方法制作的测量仪，一可以通过计算fc得出所需要的最小频率fmin，一可以从比例因子S处找到t’。 例如：用一个十位计数器，fmin=100HZ ，S=10, 则fc=124kHZ ， =0.1ms . 4．代时间段 t’ 指定时间段t’可以用不同的方法得出，本段中应用的方法是这个时间段与一个限定的时间脉冲相等，其中t’=N’tc，N’不能大于2n且被比例因子S确定： 因此，这个阶段