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1、基于MATLAB的数字频率计设计1绪论1.1本课题研究背景数字式频率计即DFM-Digital Frequency Meter，也称为数字频率表或电子计数器。它不仅是电子测量和仪器仪表专业领域中测量频率与周期、测量频率比和进行计算的重要仪器，而且要比示波器测频更方便、经济得多，特别是现代电子计数器产品与组件和具有多种测量功能的数字式频率计，已广泛应用于计算机系统，通讯广播设备，生产过程自动化测控装置、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪器仪表以及诸多的科学技术领域。随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展， EDA技术是现代电子设计技术的核心，它应用工具软件上完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑
2、优化、及仿真测试等设计，以实现既定的硬件系统功能。EDA技术使设计者的产品开发周期大大缩短，产品的性价格比提高，从而在电子设计领域越来越广泛的应用。在电子信息技术的今天，对电信号的测量精度要求越来越高，大部分频率计采用普通门电路或可编程逻辑器件作为信号处理系统的控制核心，存在结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端。在大量的产品开发、研制和电子仪表生产与试验工作中，多是需要自行设计测频与计数电路的组件单元，有时不必购置上述贵重的专用测频计数仪器。1.2本课题研究现状随着科学技术的不断发展，对测试技术提出了一系列新的要求。60年代以来，在半导体器件和计算机技术发展的基础上，结合电测技术创造出了完全新的
3、数字式仪表。它在测试方法、原理、仪器结构和操作方法上完全与前面所讲的模拟仪表不同，在质的方面也有很大的飞跃；70年代以来，把微型计算机的功能引入数字仪表，产生了新型智能化仪表，它具有程序控制、信息储存数据处理和自动检修功能，使数字仪表向高准确度、多功能、高可靠性和低价格方面大大迈进了一步。经查阅数字式频率计设计的许多有关文献，人们对数字式频率计有很多研究，但总不能得到一个比较满意的设计方法。其中提出了一种用多功能电子表改装的数字频率计，它以电子表为核心，通过各自的单元电路构成，采用普通元件如电阻、电容、三极管等，如图1-1为简易数字频率计的电路图。这种原始搭建电路的设计方法在如今已经没有人使用
4、了，它虽造价低廉，但稳定性就比较差，因此这种方法不能得到广泛使用1。多周期同步测盘法的基本思路是使被测信号与闸门之间实现同步化，从而从根本上消除了在闸门时间内对被测信号进行计数时的正负1量化误差，使测量精度大大提高。倒数计数器就是基于该方法而设计出来的一种具有创新思想的测频、测周期的仪器。它采用多周期同步测量法，即测量输入多个(整数个)周期值，再进行倒数运算而求得频率。其优点是：可在整个测频范围内获得同样高的测试精度和分辨率。在选择多周期同步等精度测量法的情况下。按照自顶向下的设计方法，可以画出该频率计的系统框图，如图1-2所示。根据测周期、频率的原理，可以将总体框图分为三个子系统：输人通道(
5、即前置整形电路)该部分主要由模拟电路组成的；多周期同步等精度频率、周期的测量、控制及功能切换(中间部分)，该部分基本上由数字硬件电路组成；单片机及外围电路，包括单片机、数码显示2。基于MSP430F449的数字频率计设计利用前置分频器SAB6456A和高速数字分频器74HC390的分频功能，结合新型的MSP430F449单片机，给出了一种新颖的、全自动的数显测量射频频率的设计方案。MSP430F449采用16位RISC结构，具有丰富的片内外设和大容量的片内工作寄存器和存储器，性能价格比很高。它的特点包括：超低的功耗、较强的运算能力、丰富的片上外设、方便高效的开发环境。该设计主要分两部分：分频和
6、计数。首先，输入信号限幅后经SAB6456A分频，256分频后的信号再经两片74HC390高速分频器进行1000分频，此时模拟信号变为低频数字信号，频率在10kHz以下；其次，分频后的信号直接接入MSP430F449单片机，利用内部的16位定时器A来定时和计数。该定时器可分为几个部分：计数器部分，捕获和比较寄存器及输出单元。其中计数器有4种工作模式，3个捕获和比较寄存器。利用计数器的连续计数模式和上升沿捕获模式，在定时器中断中计数N个脉冲信号时间，再除N得到频率。设计电路框图如图1-3所示3。用VHDL硬件描述语言实现数字式频率计，相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功
7、能的能力，支持自顶向下（Top to Down）和库（LibraryBased）的设计特点。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路的设计。频率计内部逻辑图如图1-4所示。但VHDL独特的语言程序也对于初学者来说有一定的难度4。1.3本文研究内容与方法本文在掌握数字频率计的基本原理基础上，通过MATLAB的Simulink交互式动态工具箱，设计出能广泛应用于仿真实验的数字式频率计，并成功
8、仿真调试出数字式频率计。频率测量范围在1HZ至1GHZ的频率计，误差小于1HZ，测量精准时间在5秒钟以下。2频率计原理2.1数字频率计的基本原理介绍频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其它信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒，闸门时间也可以大于或小于1秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则每测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波、方波或其它周期性变化的信号5。从数字频率计的基本原理出发，根据设计要求
9、，得到如图 2-1所示的电路框图。下面介绍框图中各部分的功能及实现方法（1）时钟源时钟源用来提供频率稳定且电平匹配的方波时钟脉冲信号。它通常由石英晶体振荡器和与非门组成的正反馈振荡电路组成。然而在本课题中的时钟源有所不同，它是一个斜率为1的线性电压。（2）波形整形电路波形整形可以采用过零触发电路将全波整流波形变为矩形波，也可采用施密特触发器进行整形。波形整形电路可以将输入的任何波形（包括正弦波、三角波、锯齿波等）整形为矩形脉冲波的输出波形，其输出频率与原来的相同，电压幅值横为1V。例如图2-2中，（a）为输入为100HZ的正弦波信号，经波形整形电路后，得到如图（b）中的脉冲波形，其频率与输入信
10、号完全相同。（3）建立计数器在本课题中，其计算频率的原理是先通过计算波形的周期，然后在通过求倒的方法得出频率。这里的计数器其实就是将时钟源信号与整形后的脉冲信号进行整合，得到一个如同阶梯的波形，其波形的横坐标为时间值，纵坐标为电压值。（4）求电压差值以脉冲周期信号的上升（或下降）沿为门控，截取在时钟源信号上的差值U，这个差值其实就是脉冲信号的周期T，即待测信号的周期。（5）计算频率将上面计算出的电压差值U，也就是待测信号的周期T，可以通过周期求倒数，就可以得到待测信号的频率F，即F=1T。（6）确定信号为周期信号确定周期信号是否标准的周期信号，将上述的阶梯形信号再次通过信号的整形，若阶梯形信号
11、为标准的周期变化，其输出就恒为1，否则就输出为0。（7）数值显示将计算是的频率与确定的周期信号的值相乘，得到最终的值，在显示模块上显示出待测信号的周期。2.2本章小结本章节主要介绍数字式频率计的原理，以及本文设计数字式频率计的流程框图，从信号的接收到最后输出显示结果的全过程，以及每个过程中的作用和工作状态等。了解到了频率计的过程以后，对后面的频率计设计有基础性的作用。3 MATLAB简介3.1 MATLAB概述MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数
12、据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C语言，FORTRAN语言等其它语言简捷得多。当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。开放性使MATLAB广受用户欢迎，除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改
13、或加入自己编写程序构造新的专用工具包16。3.2 MATLAB产生的历史背景在70年代中期，Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。在当时这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。到70年代后期，身为美国 New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学
14、生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。1983年春天，Cleve Moler到Standford大学讲学，MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景。同年，他和Cleve Moler，Steve Bangert一起用C语言开发了第二代专业版。这一代的MATLAB语言同时
15、具备了数值计算和数据图示化的功能。1984年，Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司，正式把MATLAB推向市场，并继续进行MATLAB的研究和开发。在当今30多个数学类科技应用软件中，就软件数学处理的原始内核而言，可分为两大类：一类是数值计算型软件，如MATLAB，Xmath，Gauss等，这类软件长于数值计算，对处理大批数据效率高；另一类是数学分析型软件，Mathematica，Maple等，这类软件以符号计算见长，能给出解析解和任意精确解，其缺点是处理大量数据时效率较低。MathWorks公司顺应多功能需求之潮流，在其卓越数值计算和图示能力的基础上，
16、又率先在专业水平上开拓了其符号计算，文字处理，可视化建模和实时控制能力，开发了适合多学科，多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB。经过多年的国际竞争， MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位。在MATLAB进入市场前，国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。这种软件的缺点是使用面窄，接口简陋，程序结构不开放以及没有标准的基库，很难适应各学科的最新发展，因而很难推广。MATLAB的出现，为各国科学家开发学科软件提供了新的基础。在MATLAB问世不久的80年代中期，原先控制领域里的一些软件包纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。MathWorks公司1993年推出了
17、MATLAB 4.0版，1995年推出4.2C版（for win3.X）1997年推出5.0版。1999年推出5.3版。MATLAB 5.X较MATLAB 4.X无论是界面还是内容都有长足的进展，其帮助信息采用超文本格式和PDF格式，在Netscape 3.0或IE 4.0及以上版本，Acrobat Reader中可以方便地浏览。时至今日，经过MathWorks公司的不断完善，MATLAB已经发展成为适合多学科，多种工作平台的功能强大大大型软件。在国外， MATLAB已经经受了多年考验。在欧美等高校，MATLAB已经成为线性代数，自动控制理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态系统仿真
18、等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。在国内，特别是工程界，MATLAB一定会盛行起来。可以说，无论你从事工程方面的哪个学科，都能在MATLAB里找到合适的功能15。3.3 MATLAB的语言特点MATLAB提供了一种科学工程计算的高级语言，是进行数据分析算法开发的集成开发环境。一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，是由于它有着不同于其他语言的特点，正如同FORTRAN和C等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为第四代计算机语言的
19、MATLAB，利用其丰富的函数资源，使编程人员从繁琐的程序代码中解放出来。 MATLAB最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了C和 FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB给用户带来的是最直观，最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下MATLAB的主要特点。（1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性，可以说，用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。（2）运算符丰富。由于MATLAB是用C
20、语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。（3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。（4）程序限制不严格，程序设计自由度大。例如，在MATLAB里，用户无需对矩阵预定义就可使用。（5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。（6）MATLAB的图形功能强大。在FORTRAN和C语言里，绘图都很不容易，但在MATLAB里，数据的可视化非常简单。MATLAB还具有较强的编辑图形界面的能力。（7）MATLAB的缺点是，
21、它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于MATLAB的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。（8）功能强大的工具箱是MATLAB的另一特色。MATLAB包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能，图示建模仿真功能，文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的，如control,toolbox,signl proceessing toolbox,commumnication toolbox等。
22、这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，而直接进行高、精、尖的研究。（9）源程序的开放性。开放性也许是MATLAB最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。3.4本章小结本章主要介绍MATLAB的基本情况、发展过程及MATLAB的特点，掌握MATLAB的强大功能，为后面的有关MATLAB的频率计设计有着重要作用，相信MATLAB能充分应用与科学研究和学习工作中。4基于MATLAB的频率计设计4.1基于MATLAB的频率计的设计原理数
23、字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。频率是单位时间（ 1S）内信号发生周期变化的次数。如果我们能在给定的 1S时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读取被测信号的频率。数字频率计首先必须获得相对稳定与准确的时间，同时将被测信号转换成幅度与波形均能被数字电路识别的脉冲信号，然后通过计数器计算这一段时间间隔内的脉冲个数，将其换算后显示出来。这就是数字频率计的基本原理。但是在MATLAB中，其原理有所不同：（1）将待测周期信号整形为周期方波信号。建立一个时钟源即产生一个斜率为1的线性电压，并且建立一个计数器。（2）以待测周期信号的上升（或者下降）沿为门控，截取的时钟源线性电压的差值U就
24、是T，即周期信号的周期。（3）求T即周期信号周期的倒数，即得到周期信号的频率F=1T。4.2基于MATLAB的频率计的实现图4-1中Signal Generator是函数信号发生器，它将产生任何形状的周期信号，为后面的运行提供信号源，经过Sign（周期信号整型）进行函数处理后，变成双极性的周期方波，再经过Relay（继电器）处理，变成单极性的周期方波信号，幅度为1，接着将单极性的周期方波信号经Single Tone Frequency Estimator（频率计算模块）进行频率计算，最后在数字显示模块上显示出计算出的频率。4.2.1函数信号发生器函数信号发生器的模块模块名称为Signal Ge
25、nerato，位于Simulink下的Sources库中，在频率计的设计中是提供信号源的作用，可以产生不同波形（如正弦、方波、锯齿波等）及不同频率（1HZ-1GHZ）的波形，图4-2所示是函数信号发生器的参数设置对话框，表4-1所示是函数信号发生器的主要参数。表4-1 Signal Generator（函数信号发生器）的主要参数参数名称 参数值Wave form(波形) SineAmplitude（幅度） 2Frequency（频率） 50Unit（单位） Hertz4.2.2波形整形和继电器波形整形模块的名称为Sign，位于Simulink下的Math Operations库中,其主要作用是
26、将任何周期信号整形为双极性的方波信号，且幅值为1，继电器模块的名称为Relay，位于Simulink下的Discontinuities库中，其作用是将双极性的周期方波信号转为单极性的周期方波信号，其输出的结果就是待计算的周期信号，其频率和待测信号频率相同。图4-2所示是Relay（继电器）的参数设置对话框，图4-2函数信号发生器的参数设置对话框，表4-2所示是Relay（继电器）的主要参数。图4-3中的输出波形中，最上层的波形为由Signal Generator（函数信号发生器）产生的信号源波形，中层为信号源波形经过Sign（波形整形）后的波形，底层的波形为经过Relay（继电器）后待计算的波
27、形。表4-2 Relay（继电器）的主要参数参数名称 参数值Switch on point(大于等于时，开关打开) 0Switch off point(小于等于时，开关打开) 0Output when on（开关打开时输出值） 1Output when off（开关关闭时输出值） 0Sample time（采样时间） 0.0000000001在表4-2中，提到了采样时间的参数设置，它的意义就是在一个完整的波形中的两个采样点的时间间隔，这个间隔时间必须是小于或等于一个完整周期的，否则它的意义就不存在，不能实现采样。如在频率为50HZ的一个波形中设置采样点为20个，那么就是在1/50（0.002秒
28、）的时间内有20个采样点，其采样时间就是0.0001秒。4.2.3频率计算频率计算模块（Single Tone Frequency Estimator）是整个设计中最为重要的一个模块，是位于Toolboxcommblkscommblksdemosfreqsyn中，双击它将弹出图4-4所示的框图，从图中看出待测输入信号作为触发（门控）信号，Clock（时钟）作为计时输入。双击信号频率计算模块Calculate single tone frequency,弹出图4-5所示的框图。图中减法器的被减数（）输入端是线性增长的时钟电压，减数输入端（）是时钟电压按照被测周期信号的周期取样以后的阶梯信号。相减
29、以后得到一个恒定的与周期成正比的电压值，它就是信号的周期，再通过求反电路，得到频率输出，在数字频率计上最终显示出频率。图4-5中的乘法电路中第二个输入端的信号特征是：只要是周期信号输入就恒为1，它与第一个输入端的信号相乘，并不影响输出结果；若是直流信号输入就恒为0，它与第一个输入端的信号相乘，使输出结果为0。4.2.4波形显示和数值显示波形显示模块其实是示波器(Scope)，位于Simulink下的Commonly Used Blocks库中，它用于显示波形信号，双击模块图标，可以打开示波器对话框，如图4-6。单击示波器面板上的图标，将出现控制对话框如图4-7，可对X轴的范围进行设置，在出现的
30、对话框中General的Time range参数项输入一个值，即示波器所能显示的最大X轴范围。若要对Y轴进行设置，则在显示器上单击鼠标右键，选择Axes properties，在出现的对话框处直接输入Y轴范围即可。若需要在一个示波器上显示多个信号波形，这时只需要改变控制对话框中的Number of axes的值即可。Display（数值显示）位于Simulink下的sinks库中,它用于显示数据的值，其值可以是任何形式的数值或复数，模块图标和对话框如图4-8。4.3仿真分析 经过上面设计后，通过仿真，得出如下表4-1的结果。表4-1仿真分析结果表原始值 仿真结果 仿真时间 采样时间 误差值（H
31、Z）1HZ 0.00000000005s 100HZ 100HZ 120s 0.00000000005s 010KHZ 10KHZ 25s 0.00000000005s 0100KHZ 100KHZ 3s 0.00000000005s 01MHZ 1MHZ 0.5s 0.00000000005s 010MHZ 9999999.999MHZ 0.5s 0.00000000005s -0.001100MHZ 99999999.997HZ 0.1s 0.00000000005s -0.0031GHZ 1000000000.003HZ 0.1s 0.00000000005s 0.003由表4-1的结果
32、可以看出，当采样时间为510-11时，测量范围只能在10KHZ至1GHZ，当测量值小于100HZ时，无法测量出结果，另外在运行时间上，在100KHZ时运行时间为3秒，这个时间还是能勉强能够接受，在100KHZ以下，运行时间也是逐渐增加，从误差上分析，除了在上10MHZ以上有点轻微误差以外，其它的测量都比较准确。从整体分析可以看出，影响我们测量的就是在运行时间上，为了解决这个问题，在下面给出了合理的答案。4.4设计优化结果经过上面的结果分析，我们可以看到仿真有一定的缺陷，当频率处于低频阶段的时候，用510-11采样时间去测量是很不理想的，为了克服这个困难，我们可以将采样时间分为两段，各自用他们去
33、测量不同阶段的频率，如图4-9所示为理论设计图。但在实际的测量中，我们将上面的设计结果运用与测量，其美观和实际效果都将有一定的影响，所以，我们将它拆分了低频和高频两个部分，分别为图4-10的（a）和（b）所示。在实际测量中，我们很多时候是无法预先知道该待测电路的大致频率的，所以可先用高频部分对待测电路进行测量，如果测量在5秒钟内不能准备得出结果，我们就可换为低频部分对待测电路进行测量。采用分频段测量以后，不但可以对高频段进行测量，还可以对低频段测量，测量精度提高，仿真时间减短。仿真结果如表4-2所示。表4-2分频段后的测量结果原始值 仿真结果 仿真时间 采样时间 误差值（HZ）1HZ 0.99
34、9995HZ 30s 0.0000005s -0.000005100HZ 100HZ 小于1s 0.0000005s 010KHZ 10KHZ 小于1s 0.0000005s 0100KHZ 100KHZ 小于1s 0.0000005s 01MHZ 1MHZ 小于1s 0.00000000005s 0100MHZ 100MHZ 小于1s 0.00000000005s 01GHZ 99999999.995HZ 小于1s 0.00000000005s -0.005由表4-2所示的结果可以看出，在采用分频段测量以后，大大缩短了测量时间，特别是在10KHZ以下特别明显，除了在超低频1HZ左右的时间有一
35、定问题以外，其它频率段均在1秒内完成，提高了仿真实验的效率。通过表4-1和表4-2的综合分析，我们在100KHZ处分频段的原因，是在表4-1中可以明显看出，在100KHZ的运行时间为3秒，频率越低，其运行时间越长，在大于100KHZ时的运行时间上没什么变化。所以在100KHZ处分频是有一定的道理的，其结果也可以看出有明显效果。另外从误差上可以看出，出来在超低频和超高频时有微弱误差，说明误差不是主要原因。分高低2个频率段进行测量，两个频率段主要不同点就是采样时间不同，采样时间的设定主要是根据该频率段测量的最大频率为标准。例如，在100KHZ以下的频率段中，测量的最大频率为100KHZ，它的周期为
36、0.00001s，在一个完整周期里面的采样点至少要大于1个，否者不能实现采样，为了方便计算，我将一个周期里设置2个采样点，采样时间t1=0.000012=0.000005s，就是说在低频率段的采样时间为0.000005s。在高频率段的采样时间的设置也是一样的，最大测量频率为1GHZ，在一个周期里设置2个采样点，采样时间为t2=0.0000000012=0.0000000005s，也就是高频率段的采样时间。4.5本章小结要做好有关MATLAB的频率计设计，必须从每个设计环节做起，否则设计就无法实现。本章主要介绍我的设计详细过程，其中介绍到设计的结果以及中间的有关参数具体设置问题，如示波器、继电器
37、、频率计算模块等。通过各个模块的搭建，最终得出一个完整的数字式频率计。另外通过多次的调试，并得出优化设计后的可以分频率段测量的数字式频率计。5结论5.1结论本课题通过大量阅读以前频率计设计的相关资料，总结他们的经验和不足，最后用MATLAB的仿真软件对数字频率计进行设计。从普通型数字式频率计的基本原理入手，了解从信号的接收到最后输出显示结果的全过程，以及每个过程中的作用和工作状态等。如从信号的接收到整形，再到计算的过程。接着介绍MATLAB的基本情况、发展过程及MATLAB的特点，掌握MATLAB的强大功能，为后面的有关MATLAB的频率计设计有着重要作用。要做好有关MATLAB的频率计设计，
38、必须从每个设计环节做起，并且要做好，否则设计就无法实现。在第四章中介绍我的设计详细过程，其中介绍到设计的结果以及中间的有关参数具体设置问题，如示波器、继电器、频率计算模块等。通过各个模块的搭建，最终得出一个完整的数字式频率计。5.2本课题存在的不足本课题中是有关MATLAB的频率计设计，它解决了在计算机仿真实验中有关测量频率计的问题，其测量方便、测量精度高。但本课题任有不足的地方，我所设计的数字式频率计，由于采样时间极短的缘故，它的计算时间较长，这样会影响测量人员的测量时间。另外，由于我所设计的频率计的原理是通过求倒数的方法，当如果频率在1无法完全除尽的情况下，可能出现误差，这个误差暂时还没得到解决，我想在以后或许能通过某些其它因素能得到更加精确的结果。
