(1)按功能分类如表1-1所示:
表1-1 功能分类
通用型 是一种集多种测量功能、多种用途于一身的万能计数器。它可测量时间间隔、频率、多周期平均值、周期、计时、累加计数等;如果配上相应的器件,就可测电流、功率、电压、电阻等电量;换不同的传感器,还可进行宽度、质量、温度、压力、速度等非电量的测量。
专用型 指只能用来测量一种功能的计数器。比如频率计数器,它只能测量高频和微波频率;时间计数器,则只能测量时间的计数器,但其精准度却很高,可达ns数量级;特种计数器,特种功能是它独具的,如倒数计数器、可逆计数器、差值计数器予置计数器等,在工业和白控技术方面有着广泛的应用。
(2)按数字频率计频段分类如表1-2所示:
表1-2 频段分类
低速频率计数器 最高计数频率<10MHz
中速频率计数器 最高计数频率10—100MHz
高速频率计数器 最高计数频率>100MHz
微波频率计数器 测频范围1—80GHz或更高
1.3 数字频率计的相关概念
(1)频率测量范围
数字频率计的测频范围,大部分低端从10Hz开始;高端则视具体情况而定。
(2)周期测量范围
10s一般是数字频率计的最大测量周期;而周期的最小时间,则是依据不同的频率计种类而定的。1ms则是低速通用频率的最小时间;而中速通用频率计,0.1ms则是它可以达到的最小值。
(3)晶体振荡器的频率稳定度
决定频率计测量误差重要因素就是晶体振荡器的稳定程度。描述一个晶体振荡器的基本性能,可用频率准确度、时基稳定度、日波动、秒级频率稳定度等指标来描述。
(4)输入灵敏度
输入灵敏度是指在正常工作时,测频范围内,所能保证的最小输入电压。A通道和B通道是目前通用频率计惯用的两个输入通道。灵敏度为50mV的大多是对于4通道来说的。高灵敏度的数字频率计可达到30mV、20mV。
(5)输入阻抗
输入电阻和输入电容共同组成输入阻抗。高阻和低阻是输入阻抗的主要分类。
1.4 数字频率计实现的主要方法
数字频率计的实现方法有很多种,但其主要实现方法是锁相式、混合式、直接式和直接数字式四种,本次设计主要采用的是直接测频的方法,所以其他的实现方法在此也不多加陈述分析了。
直接测频方法主要有两种:测频法和测周期法。除此之外,还有一种叫做等精度测频法,它是建立在直接测量法的基础之上得以发展的,它的闸门时间与被测信号同步,高频信号的测量是它最常用的领域。
测频法是在确定的时间Tw内,记录被测信号的变化周期数Nx,则测得的频率为:fx=Nx/Tw。测周期法需有标准信号频率fs,在待测信号的一个周期Tx内,记录标准频率的周期数。则测得的频率为:fx=fs/Ns 。但这两种测量方法都会产生±1个字的的计数值误差。
CPLD用于设计的方法是多种多样的,但这主要取决于器件的架构。对基于PT的器件,设计者对输入的语言可选择简单的,如ABEL,也可选较为复杂的语言VHDL和Verilog。有些设计者出于简单性或经验性的考虑,喜欢基于PT而采用ABEL进行设计。然而,殊不知VHDL和Verilog更流行,相对于其他的构架和技术而言,它们显得更加灵活。为了使用宽与功能,并能严格地对时序方面有着控制,排除所选的一些特定言语,推荐使用特定方程来描述逻辑。对于使用基于LUT架构的设计者,VHDL或Verilog是专用于新设计。偶尔也在设计的顶层用原理图编辑器中提供图形视窗。但由于工艺方面的一些原因,设计方法方面的另一个差别是时序参数和布图规划的重要性。对基于PT的架构,几乎不需要一些规划和布图,因为在连接器件上的布线延时基本上近似于常数。由于性能的确定主要是在实现功能的逻辑中,所以只需要有限的时序参数即可。建立设计时,可以通过仔细地构建方程来控制。对基于LUT的器件,在布线延时方面有许多变化,并且有不同的变化方式来放置逻辑。在此情况下,非常重要的因素就是参数和布图规划的使用。文献综述