数字频率计研究现状和发展趋势

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1 数字频率计发展现状

随着现代科学技术以及人民生活水平的飞速发展，传统的模拟器件已经无法满足人们的需求，数字化的趋势在所难免。频率作为电力系统领域中一个关键参数，关系着系统运行的安全稳定，因此，频率测量已经成为电力系统监测领域最基本的测量之一。数字频率计作为基本的电力系统测量设备，广泛应用于电力生产、教育教学、通信仪器制造等生产科研领域，同时它也是其他测量仪器不可缺少的部件。数字频率计具备体积小、性能完善、性价比高等优点，因此数字频率计在未来必将有其无可替代的价值。比如，将数字频率计的软件部分稍加修改就可以做成能测频率、周期、占空比等其他电力系统领域参数的多功能器件，也可以将数字频率计和其他电力系统监测设备结合起来，开发成各种智能设备，应用于生产开发等场所。研究设计和开发数字频率计，有助于频率计性能的不断提高和完善。我国在电力产品领域取得的成就已经是有目共睹的，电子数字化发展很快是我国现阶段电子产品的市场特点之一。时至今日，数字频率计已开始并正在向智能、精密以及安全稳定的方向发展。以前的频率计都是采用逻辑门电路设计而成，其电路不仅复杂，而且精度低、成本高、安全稳定性也较差。随着技术的发展，大规模专用集成电路开始出现在人们的视野中，一些频率计开发专用的集成电路应运而生，使得数字频率计的开发变得十分简单，但是由于集成电路在当时并不普及，价格不菲，因此采用集成电路设计数字频率计的并不多见。现在，由于单片机技术发展迅猛，利用单片机开发设计数字频率计，测量精度得到很大提高，并且安全稳定性也比集成电路提高很多，同时辅以相关外围电路可以显著提高其可靠性。本文将介绍一种基于单片机STM32F103ZET6的电力系统数字频率计的开发设计。87402

2 数字频率计发展趋势

众所周知，科学技术发展迅猛的同时，伴随着的是数字化电子产品更新周期的缩短[1]。数字频率计作为电力系统的监测设备，其发展的同时必然伴随着产品的更新换代。数字频率计的发展趋势主要有以下两个方面。

发展趋势之一：用数字芯片设计的频率计逐渐替代落后的模拟器件设计的频率计。这样的替代过程使得频率计变得更加先进，并且向智能化、简易化方向发展。如今的数字频率计以采用EDA技术或者是单片机技术作为控制核心为主，外围再辅以相关模块电路，如此制成的数字频率计具有高精度、高可移植性等特点。EDA技术的载体是计算机，融合信息处理技术、计算机技术、智能化技术及应用电子技术在相应软件平台上利用硬件描述语言VHDL完成电子器件的设计。数字频率计利用EDA技术进行开发具有无可比拟的优点：（1）编程语言简单、智能。（2）速度快。（3）可靠性高。（4）开发设计语言较其他设计方式更为标准（5）可扩展性强，市场广阔。这些优点使得利用EDA技术开发数字频率计变得简单方便。但同时，使用EDA技术设计数字频率计存在一个致命的缺点：在生成电路逻辑时，最终设计在时延上存在很大的误差，使得数字频率计的测量精度降低了一个级别。因此，在测量精度上存在的问题仍需要研究人员不断地探索研究，以此来符合频率计对电力系统的监测要求。但可以肯定的是，采用EDA技术设计如数字频率计这种电力系统监测装置在未来很长的一段时间内仍会占据一定地位。

现如今，数字化电子产品主要是以单片机为开发平台设计的。单片机的全称是单片微型计算机，其将微型计算机的CPU、存储器、I/O接口、定时器、系统时钟及中断控制等集成在该芯片上，一般的开发板会再添加一些外围电路以供用户使用。基于单片机设计的数字频率计存在很多优越性：（1）体积小。（2）开发方便，高性价比。（3）系统扩展性高。（4）抗干扰能力强。（5）使用方便、快捷。同时，由于单片机的高集成性，其计算速度也是其他设计芯片所不能代替的，利用其开发的数字频率计较其他方法具有更高的测量精度，使其能够适用于各种不同场合。可以说，单片机的崛起引领着数字频率计向更快更强的方向发展。