一种高可靠性的频率测量系统

器自动开始减数。直到再次遇到低电平时停止。这时，将计数器中的值锁存并读出。先从计数器读出低位low，再读出高位high。可求出频率为：

为使测量误差小于0.5%，由得fx≤50，如果待测频率分频后大于50Hz，为了精度更高，将选用10MHz的板载频率再次测量，过程相同。程序流程图如图6。

4.2 OMM-XT模块测频

OMM-XT模块只有一种大小为4MHz的板载频率，在测低频时，以4MHz作为基准频率，计数器会产生溢出。为解决这个问题，将计数器1和计数器2的级连，把计数器1的输出设置为计数器2的输入。计数器1对4MHz分频，产生50kHz的方波，计数器2用此频率作为基准频率计数。而在测高频时，只用计数器2进行测频即可。

为使测量误差小于0.5%，由得fx≤250，为了保留一定的裕度，设定fx≥200时换用测高频方式，即只用计数器2进行测频。同理，由

得fx≤20kHz，当待测信号频率大于20kHz时，精度无法保证，因此该法只适用于20kHz以下的频率。

4.3 GPIO-MM-XT模块测频

GPIO-MM-XT功能模块是基于FPGA的PC104计数器和数字I/O模块，嵌入两个CTS9513计数逻辑器件。其板载频率为40MHz，软件可配置16分频、256分频、4096分频、65536分频，得到大小不同的基准频率。测频原理类似于上述模块。程序流程图如图7。

图6 DMM-32X-AT模块测频流程图

图7 GPIO模块测频流程图

5 实验结果

使用EE1411型合成函数信号发生器产生的频率信号作为输入，对每个信号进行10次测量，得到的实验数据如表1所示，可见测量误差在0.2%以下。

6 结论

本文详细论述了一种高精度频率测量系统，该系统在设计上充分考虑了现场使用环境的特点和用户需求，并为离线数据分析处理提供方便。硬件上采用PC104总线模块，保证系统的高可靠性。软件平台采用NI公司的LabWindows/CVI，软件设计面向测试过程，界面友好，为功能扩展提供了良好基础。经实际测试表明，该系统用于电力电子测量中，满足相应的测试要求和测试指标，操作简单，可靠性好，检测效率高，便于携带和维护。