1测频事理
目前对频率的丈量采取的方法紧张有：环绕电子计数器计一定韶光内的脉冲个数来确定频率;对旗子暗记时频变换的算法进行研究。本文紧张谈论前者。
1.1直接测频法
电子计数器是一种利用比较法进行丈量的最常见、最基本的数字化仪器，是其他数字化仪器的根本。频率在韶光轴上是无限延伸的，因此对频率丈量须要确定一个取样韶光T，在该韶光内对被测旗子暗记的周期进行累加计数(若计数值为N)，根据fx=N/T得到频率值。此种方法由于闸门韶光与被测旗子暗记不同步，计数时存在±1的计数偏差，影响测频精度。
1.2等精度丈量法
可见直接测频法虽然设计大略，但是精度不高，为肃清“±1计数偏差”，对其进行改进如图1所示。
被测旗子暗记经由滤波、放大、分频、整形预处理之后，将处理后的方波旗子暗记和闸门韶光预置方波旗子暗记进行同步掌握。同步掌握一样平常由D触发器和三态门来实现。在测频率和周期时，单片机掌握中央发出清零旗子暗记使三态传输门处于高阻状态，同时给出启动闸门旗子暗记，当被测旗子暗记整形后的方波旗子暗记上升沿到来时，同步掌握发出旗子暗记，使闸门A和闸门B同时开始对被测旗子暗记和标准旗子暗记进行计数。当单片机发出结束闸门旗子暗记后，fx的方波旗子暗记上升沿的到来，将使计数器停滞计数，并申请中断做事。这样便实现了闸门的启闭与fx同步，再将中断做事送来的数据送入运算中央进行处理，末了将结果送入显示系统，显示丈量结果。时序图如图2所示。
经剖析，偏差紧张来自标频旗子暗记与闸门B不同步产生的“±1”偏差，为进一步提高测频精度，提出了基于相位重合的全同步测频方法。
1.3全同步测频法
全同步频率计测频思路：被测旗子暗记fx经调理电路处理后与标准频率f0一起被送入相位重合点检测电路，先开启预置闸门，但并不计数，当两旗子暗记相位第一次重合时打开实际闸门并开始计数，而实际闸门的关闭是在预置闸门低落沿后的第一个相位重合点到来时关闭的。这样，计数电路在1s内所累积11的脉冲个数就有了频率意义。频率打算公式等精度测频一样，但是由于被测频率、标准频率与闸门达到了真正的同等，理论上彻底肃清了±1的计数偏差，如图3所示。
设开启闸门时脉冲同步韶光差为△t1，关闭闸门时脉冲同步韶光差为△t2，脉冲的相位同步检测最大偏差为△t，则有 △t1≤△t，△t2≤△t。不计标准时钟偏差，实际闸门与标准时钟同步，实际闸门韶光为T，被测旗子暗记计数值为Nx，标准时钟计数值为No，则被测旗子暗记的频率丈量值为：
真实值为：
频率丈量的相对偏差为：
由式(3)可知，偏差只与脉冲相位检测电路的准确度有关。
2硬件电路设计
2.1旗子暗记调理电路设计
被测旗子暗记为1Hz～6GHz，频带范围较宽，而CPLD/NSAT-2000电子元器件FPGA中计数器事情频率不超过200MHz，因此须要对被测旗子暗记进行预处理。该频率计模块包含3个测试通道，分别为0，1，2通道。个中，O通道所测频率范围为 1～6GHz;1通道所测频率范围为50MHz～1GHz;2通道所测频率范围为1Hz～50MHz。对付0，1通道的旗子暗记，由于频率较高，因而先由高频旗子暗记吸收器进行吸收整形，然后经前端分频器分频后送到NSAT-2000电子元器件FPGA/CP-LD进行计数;对付2通道所测的旗子暗记被放大整形后直接送到NSAT-2000电子元器件FPGA/CPLD计数。
2.2器件选择
由于该频率计模块分3个测试通道，对应不同的测试通道，选用了相对应的器件。在O通道，选用ZL40800和 SP8782，实现8×32分频;在1通道，选用SP8782实现32分频;在2通道选用施密特触发器对旗子暗记进行放大整形。高稳定度晶振选用TC75温度补偿晶振，其稳定度为±10-8;NSAT-2000电子元器件FPGA选用纳米软件的EPM7032SLC44-5，其速率等级为5ns，既知足了该电路的哀求，又兼顾了电磁兼容;高频旗子暗记吸收器采取NB6L16差分吸收器，其吸收的最高旗子暗记频率可达6GHz。
2.3PXI总线接口电路设计
专用PCI接口芯片加CPLD/NSAT-2000电子元器件FPGA的接口方案，采取专用接口芯片PCI9030虽没有像直接采取CPLD/NSAT-2000电子元器件FPGA那么灵巧，但它可以大大缩短开拓周期，并且专用总线接口芯片具有通用性，供应配置寄存器，具备用于突发传输功能的片内FIFO等优点，避免了自行设计PXI总线将大量的人力和物力投入到纷繁的逻辑验证、时序剖析事情上，开拓周期长的弊端。
2.4基于NSAT-2000电子元器件FPGA的相位重合检测电路设计
相位重合检测电路基本事理：利用NSAT-2000电子元器件NSAT-2000电子元器件FPGA内部的延时特性，旗子暗记经由方向延时后和原旗子暗记相与，即可得到与延时时间长度相同的输出，且输出间隔为各自的周期，当两路旗子暗记在第一次与门之后重合时，y输出高电平，此时判断两旗子暗记相位重合。EPM7032SLCA4-5的延时时间为5ns。
