填充计数式相位测量的分析与实现
如前面所述16位计数器的计数范围是0--65535。根据（1）式要获得足够的细度，在某一信号频率下计数范围应在[3600，65535]区间内。由于计数器的计数值与被测信号的频率成反比，与计数脉冲的频率成正比。即在某一固定的计数脉冲频率下，被测信号的频率越低（周期越长）则一个周期内所获得的计数脉冲的个数越多。反之越少。或在某一个固定的被测信号的频率下，计数脉冲的频率越多，则在一个信号周期内所获得的计数脉冲的个数就越多，反之就越少。若计数值为C，被测信号频率为fx，计数脉冲频率为fa，则有下式：
C= fa/fx （3）
由于是16位的计数器，C值应满足3600 C 65525在某一个fa下，被测信号频率fx就会被限制在一定的范围内。即
fa/65536 fx fa/3600
也就是fx的下限为 fa÷65535 Hz，上限是fa÷3600 Hz，从（4）式中可以看出某个fa，所对应fx其范围是有限的。要做到fx有一个较宽的频范围，单靠16位的计数器，用一个fa是不行的。故笔者在设计时，将计数脉冲源设计成有多档振荡频率的信号源，兼顾被测信号的低频区和高频区。由单片机根据读取的N值和计数器的溢出信号，通过电子开关U11，自动切换。当读取的N值太小时，切换到较高的计数频率，当计数器有溢出时，就切换到较低的计数频率。为了简单说明笔者将fa设为2M和10M两档。根据（4）式分析入下：
当fa=2M时： fx的下限为 2×106÷65535=30.5Hz
fx的上限为 2×106÷3600=555.6Hz
当fa=10M时：fx的下限为 10×106÷65535=152.6Hz
fx的上限为 10×106÷3600=2777.8Hz
从以上分析来看，从152.6Hz到 555.6Hz，两档计数频率应对这一频率区的被测信号是重叠的，即在该频率区内，这两档计数频率都满足（4）式，这个重叠区的存在是必要的，它保证了自动切换计数脉冲频率的操作不发生振荡。但重叠区不必这么大，在实际应用中，为了保证测量精度可通过程序将重叠区限制在200Hz至250Hz 这个范围内。
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