一种多周期测量频率的方法及应用

间128C；

S4：后续处理，包括频率计算、温度采集及其他运算。该过程时间小于128C。

　　整个计数及处理过程时间小于640 C，在128 ms以内，远小于10 s。原始信号的周期C及测量误差如下计算。原始信号的周期为C，计数值为N，计算公式为：

其中，M=128；τ=(1／5.529 6)μs；128C=(N／5.5296)μs，C=N×0.001 4μs。

其测量误差为：

　　误差中前项是量化误差，为0.001 4μs；后部分是因为标准信号误差(即晶振的误差)引起的。在整个测量范围内，C最大值为211.787 9μs，选取准确度优于5 ppm的晶振，该项误差最大值为：211.787 9μs×5 ppm=0.001 1μs；两者的和小于0.002 636 2μs，满足要求。

　　上述的分析计算是两者绝对值相加，有一定的冗余。如果进一步提高M值，将进一步减小量化误差。

　　用该方法测量周期的前提条件是选取准确度优于5 ppm的晶振，测量周期的误差最小可控制在0.001 1μs。

　　将温度信号直接连接到P89LPC935的模拟输入端AD10(P0.1)引脚，进行A／D转换。A／D转换时间为μs量级，远远小于要求的采样周期10 s，在温度采集时，有足够的时间对A／D转换数据进行数据处理，其具体方法为：每次采集进行18次A／D转换，去掉一个最大值和最小值，取其余16个数据算术平均值作为最终结果。

　　温度信号采集的准确度为20 mV，优于43 mV的要求。

6 结 语

　　该测量方法成功地应用于与河南省气象局合作开发的自动气象站中。用多周期测周的方法快速准确测量信号的频率(周期)基于2个条件：信号是连续的；P89LPC935的晶振必须使用外接的高精度、高稳定晶体振荡器(准确度优于5 ppm)。