基于单片机和CPLD的等精度频率计(3)
是最大量化误差的相对值，由于测频时闸门的开启时刻与计数脉冲之间
的时间不相关， 因此对于给定的闸门开启时间， 计数器最终计数得到的数值会产生 1
的数字误差。
为标准频率的准确度，在数值上石英晶体振荡器所提供的标准频率
的准确度等于闸门时间的相对误差 T
T
的准确度。
由上分析可得，在闸门时间宽度 T 给定的情况下，被测信号频率越高，则测频精
度越高；而在被测信号频率给定的情况下，闸门时间宽度越宽，则测频精度越高。即，
当闸门信号周期远大于被测信号周期时，测频精度高。
（2）被测信号频率较低时
此时，闸门信号周期小于被测信号周期，闸门信号（闸门宽度 T）在被测信号宽度内进行计数，计数值为N，因此被测信号频率为：
忽略标频自身误差，其测频精度为：
同上（1）分析可得，当闸门信号周期远小于被测信号周期时，测频精度高。
综上所述，直接测频的优点在于原理简单，测量方便，在一定测频范围内具有较
高的测频精度。但由于被测信号计数值±1 个数字误差的存在，难以兼顾低频和高频
实现等精度测量，所以测量误差较大。变。
1.3 研究背景及研究意义
数字频率计是电子测量领域最重要最基本的测量仪器之一。 传统的数字频率计多
采用专门的计数芯片和数字逻辑电路组成，这样的频率计虽然结构简单，但是因为计
数芯片的工作频率不高，所以限制了频率计的工作频率，往往不能满足一些需要测量
很高频率的场合，而频率计的精度也受到芯片的很大影响。
针对传统频率计存在的弊端，本课题研究了了一种基于单片机和 CPLD 的数字式
频率计，该频率计采用等精度测量，改善了测量精度随着信号频率的变化而变化的问
题，测量精度得到了提高。同时，系统将单片机的控制灵活性及 CPLD 芯片的现场可
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