发布时间 : 星期五 文章基于Verilog的数字频率计的设计包含代码及仿真更新完毕开始阅读
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十、误差分析
由上表可以看出实验测量中存在误差，误差一方面来源于闸门时间T，另一方面来源于计数器计得的数。
由计数器频率计算公式fx=N/T以及误差合成方法可得： ??fx?N?T?? (2) fxNT其中，第一项是数字化仪器所特有的误差，而第二项是闸门时间的相对误差，这项误差决定于石英振荡器所提供的标准频率的准确度。 (a)、误差
所以它们在主门的开启时刻与计数脉冲之间的时间关系是不相关的，在测频时， 计数器所计得这样，在相同的主门开启时间内，时间轴上的相对位置是随机的。
TN的整数倍的数却不一定相同，当主门开启时间T接近甚至等于被测信号周期
x
时，此项的误差最大，如下图：
NTx Tx （
a） T0
b）（0
0 趋近于趋近于 的个计数脉冲出现在，上图中示出了(a)若主门开启时刻为，而第1TT0?T?Tx00x趋即现在再来看图(b),）（，这时计数器计得N个数(图中N=5)；情况TT?T?T0x
这就有两种可能 ，
的计数结果：若第一个计数脉冲和第六个计数脉冲都能近于0个；也可能这两个
脉冲都没有进入主门，则只能计得通过主门，则计数为N+1=61??N可(1),—1=4个数。由此可知，最大计数误差为个数。所以考虑到公式N
11N? (3) 写成
???
TfNNxf多少，其最大N为被测频率。由公式(3)可知，不管计数值式中T为闸门
时间，xf。可减。而且T一定时，增大闸门时间误差总是个计数单位，故称“个
字误差”x 少误差对测频误差影响。 、标准频率误差(b)准不准，主要取决于有石英振荡器提供的标准频率的准确度，若闸门时间Tfkk，fcf所以而K石英振荡器的频率为，则分频系数为?kTT??T?
c xc2
ffccfTc ??
fTc 可见，
闸门时间的准确度在数值上等于标准频率的准确度。
由以上公式可知： 误差为：959.995kHZ,时，输出频率值为960000HZ当输入频率值为
960000?959995?100%?0.00052% 960000
当输入频率值为1000000HZ时，输出频率值为999.996kHZ，其误差为： 1000000?999996?100%?0.0004% 1000000
其余的相对误差计算方法一样，分析结果可见，误差都在0.001%左右，这个数很小，因此在一般精度的系统中，就可以应用该频率计来计数或测频。
十一、实验结论：
(1).通过ISE综合，ModelSim仿真，最终在XC3S200A上实现了10Hz—10MHz频率计数器的设计，其误差在0.001%左右。
(2).当频率计值达到999.999KHz时，这时输入频率值再继续增加，并且LED2会变亮表示计数器已经溢出。
十二、总结及心得体会：
通过频率计的设计试验，对频率计有了更深的认识，尤其是对频率计的工作原理以及各功能模块的实现有深入了解。此外，还熟悉了Xilinx ISE 9.1i软件的用法和VHDL/Verilog的编程环境，通过本次的设计培养自己的实验动手能力。