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1、总第46卷第520期电测与仪表Vol.46No.5202009年第04期ElectricalMeasurement&InstrumentationApr.2009一种基于DSP的高精度频率测量方法*11222钱时祥,江炜宁,周增建,王海,周渭（1.中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术国防科技重点实验室，山东青岛266555；2.西安电子科技大学测控技术与仪器系，西安710071）摘要：本文研究了一种基于多重自相关的过零点频率估计算法，利用正弦信号的特性，进行多重自相关运算，有效地提高信噪比，结合过零点检测法对信号的频率进行估计，从而提高了频率测量的准确度，同时也给
2、出了具体的硬件结构设计和算法实验。实验结果表明该方法能有效地对信号的频率进行估计，比传统的直接过零估计算法精度要高1～2个数量级。关键词：多重自相关；过零点检测；高精度；频率中图分类号：TM935.1；TN911文献标识码：A文章编号：1001-1390（2009）04-0017-04AFrequencyMeasurementMethodwithHighAccuracyBasedonDSP11222QIANShi-xiang,JIANGWei-ning,ZHOUZeng-jian,WANGHai,ZHOUWei（1.ChinaElectronicScienceandTech
3、nologyGroupCompany,the41thResearchInstitute,NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology,Qingdao266555,Shandong,China.2.XidianUniversityTrackingtechnologyandInstrumentSpecialty,Xi’an710071,China）Abstract:Anewmethodoffrequencymeasurementbyzeroesexaminationafterseveraltimesautocor
4、relationisintroducedinthispaper.Bythetraitofsinusoidalsignalwedosometimesautocorrelation,whichcanimproveSignal-to-Noiseeffectively.Andthenwiththemethodofzeroesexamination,theveracityofsignalfrequencymeasurementcanbeimproved.Wealsoprovidehardwareframedesignandarithmeticexperiment.Experiment
5、resultsindicatethatthismethodcanestimatesignal’sfrequencyeffectively,anditimproves1～2numberdegreecomparedtothetraditionalzerosexamination.Keywords:timesofautocorrelation,zeroesexamination,highprecision,frequency0引言率测量的硬件系统设计结构和关键的电路原理图。对频率是信号的一个重要参数，如何有效测量出信实时频率估计系统设计提供有益的参考。号的频率一直是大家所关心的问
6、题。近年来人们提出1测量频率的方法[1]了大量频率检测的算法，例如基于线性插值原理的1.1传统的过零点检测法CROSS法、快速傅里叶法、最小二乘法，卡尔曼滤波设u(t)为纯正弦量，即：法以及过零点检测法等等，但是这些算法很容易受到u(t)=Usin(ωt+θ)（1）m噪声的干扰，从而影响了它们在实际中的应用。u(t)的波形如图1所示，t1、t3为u(t)过零点，信号本文针对传统算法容易受到噪声干扰这一问题，频率f可以由t1、t3确定：提出了一种新的频率估计算法，利用正弦信号的特1f=（2）性，进行多重自相关运算，有效地提高信噪比，结合过t-t31零点检测法对信号的频率进行估
7、计，从而提高了频率设u(t)的采样值为u(k),其中：k=1、2、3…,u(k)的波测量的精度，本文重点分析比较本文算法和传统算法形如图2所示。的测量精度，并给出了实验验证，以及给出了信号频一般情况下，t1、t3点不是采样点，因此，只能通过*国家自然科学基金资助项目（10703004）各个采样点上的电压值来间接地确定电流过零点的-17-总第46卷第520期电测与仪表Vol.46No.5202009年第04期ElectricalMeasurement&InstrumentationApr.2009的实时估算。1.2多
