多通道高精度频率测试系统设计与实现

宋长权，孙 涌

（苏州大学 计算机科学与技术学院，江苏 苏州 215006）

随着计算机技术的快速发展，现代工业测试系统中频率测试被更多地应用到计算机测试应用中，虽然现在频率测试精度有了很大提高，但面对高、精、尖的控制系统尤其是具有特殊用途的传感器中就更加需要准确、高效、科学地获取并分析其频率测试数据。在测试频率的方法上，人们也越来越多地侧重采用等精度测频法进行频率测试。

为了克服传统频率测量法不能满足等精度要求的缺点，夏振华提出一种基于FPGA的高速等精度频率测量系统的设计方案，该系统实现了1 Hz～20 MHz频率范围内的频率测量，其测量误差小于 2×10-6，并且在整个频率范围内测量精度一致，达到等精度测量要求[1]。席鹏、李军等介绍了以CPLD为核心处理芯片的频率测量系统，在CPLD中设计等精度测频模块，再由DSP进行数字滤波并将采集值送至双口RAM以供上位机读取。由于采用两个同步测周期的计数器来设计数字频率计，解决了传统频率计电路结构复杂、稳定性不能保证的缺点[2]。频率测量一般是通过对被测信号和标准信号计数实现，因此量化误差是引起测量误差的主要原因。戴莹春、严家明、刘诗斌等在比较分析周期测频、直接测频和等精度测频的误差后，给出了一种基于FPGA的等精度测频的Verilog HDL实现。较之单片机实现，该方法具有抗干扰性强、工作稳定可靠等特点[3]。包明、赵明福、郭建华等采用FPGA为核心的芯片来实现频率测量，不仅消除了直接测频方法中对测量频率需要采用分段测试的局限，而且提高了集成度、可靠性和测试速度[4]。……