1 引言
頻率、周期、相位是交流信號(hào)的3大要素。一般情況下，分析交流信號(hào)需研究其頻率與相位，而周期可直接由頻率計(jì)算。對(duì)于正弦信號(hào)的頻率、相位測量準(zhǔn)確度的要求不斷提高，而隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)其測量方法仍不斷改進(jìn)完善。較早采用直接頻率測量的測頻法，為了保證測試精度，一般低頻信號(hào)采用測周期法，而高頻信號(hào)采用測頻法，測量很不方便。而相位測量最初采用測量信號(hào)一個(gè)周期參數(shù)的方法，該方法精度適用于低頻，而高頻時(shí)誤差變大。該多功能計(jì)數(shù)器采用等精度測量法來測量信號(hào)頻率，同時(shí)采用基于單片機(jī)和FPGA的計(jì)數(shù)相位測量方法完成精確相位測量，并能在液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前信號(hào)的頻率、周期和相位差。該計(jì)數(shù)器將正弦信號(hào)頻率和相位的測量于一體，精度高，實(shí)用性強(qiáng)。

2 方案設(shè)計(jì)論證
2．1 頻率測量
等精度測量法的測量時(shí)間是人為設(shè)定的，閘門的開啟和閉合由被測信號(hào)的上升沿來控制，測量精度與被測信號(hào)頻率無關(guān)，因而可以保證在整個(gè)測量頻段內(nèi)的測量精度保持不變。被測信號(hào)的計(jì)數(shù)是同步的，對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)來說，存在±1的誤差，只要計(jì)數(shù)足夠大，可滿足高精度要求。
2．2 相位測量
相差一時(shí)間測量法是將整形后的兩路方波送入FPGA，分別檢驗(yàn)出兩個(gè)信號(hào)的上升沿，通過FPGA內(nèi)部計(jì)數(shù)器在兩個(gè)信號(hào)的上升沿間對(duì)晶振進(jìn)行計(jì)數(shù)。在低頻段時(shí)，RC濾波電路的輸出波動(dòng)很大，該相位測量通過采用高頻率的計(jì)數(shù)脈沖，相位受信號(hào)頻率影響小，可實(shí)現(xiàn)較高的測量精度。