电子测量系统在市场有很大需求,尤其是通信、电视市场的巨大发展,引起了电子测量系统在市场迅速增长的趋势,而且电子测量仪器行业近几年快速向数字化、智能化方向发展,推出了部分数字化产品,因此在若干个门类品种上取得了较快增长,在国内外都有着很大的需求。在电子测量领域,频率测量无非是电子测频系统中公认的最基础的方法。传统的测量频率和测量周期的方法,由于其采用的都是以计数值为基本算法,难免对被测量的信号的计数值产生±1个字的误差,并且这种原因是固有的,所以在实际的电子测量系统中存在着很大的局限性和弊端性,因此计算结果不够精确。等精度测量法是在直接测量方法的基础上所建立的,它不但测量准确,能够对标频信号进行同步,还开拓了宽频率测量的范畴,消除了传统的测量频率和周期测量法所带来的±1个字计数的误差,但是其本身也存在着固有误差,即对标频信号不同步所引起的误差,不能够避免和消除。本文所介绍的系统采用的是基于FPGA的相检宽带测频技术,它比传统的周期测量、频率测量、等精度测量的优势在于其加入了大规模门阵列FPGA的,不仅使原来的系统运行速度大大的提高,还使整个系统的稳定性和集成度也大大的增强。特别是现在的系统中改进了原来的周期测量和频率测量在计数值处所带来的±1个字的误差,还改善了等精度系统中对原标频信号和被测信号的不同步,还有对等精度测量对标频信号的误差,比原有的等精度测量的范围更扩大了一步达到1Hz～2.4GHz,并且在1s的门闸下测量的精度能够达到0-1的数量级,可谓是一举两得。此处主要采用的是相检宽带测频技术,任意两个具有稳定周期的频率在它们最小公倍数周期的相位差的变化规律,而所归纳总结出的时频测量技术。相检宽带测频技术主要研究的是任意两个有稳定周期的频率在它们相位重合点的规律,此处的相位重合并不是精确的重合,而是基本重合,只有很小的误差。然后所提出的在相位点重合处设置闸门时间,这样就可以精确的捕捉到相位重合时的相位时间,以解决传统的测频法、测周法对所要计算的标准频率和被测频率不能时时同步的一个科研难题,有效的解决了以往±1个字的计数误差。并且本系统在原有的基础上还添加了FPGA门阵列,使整个系统高度集成化、数字化,稳定性强,噪音低。最重要的是在采用了新技术的情况下,现在的测频精度比原有的系统提高了上千倍,创造了测频系统的新篇章。本文对FPGA和VHDL进行了介绍,对整个系统采用了两部分进行介绍,一部分是硬件电路的设计,另一部分是用MAX+PLUSII对整个电路进行仿真。在硬件电路设计,我们主要采取的是将标频信号f0经由555电路而构成的施密特触发器整形后的信号F0,输入到FLEX 10K。低于标频信号的被测信号fx经555电路构成的施密特触发器经由74LS153双向电子开关后生成的信号Fx,进入FLEX 10K中;高于标频信号的fxgao经过mb506高频分频与整形后,同样经由双向电子开关74LS153后的信号Fx输入到FLEX 10K中。在FLEX 10K中,标频信号f0和被测信号fx经过同相点检测,产生相位重合。并由89C2051单片机发出的预置闸门信号与产生的同相点经FLEX 10K中的D触发器模块形成了同步闸门用来控制f0和fx的计数,将N0和Ns送给AT89C2051进行处理和运算,最后将测频结果送LED上显示。在软件仿真上首先是主程序的设计,其次是子程序的设计,并对整个电路进行仿真,对其功能进行校验。该系统实现的意义:(1)该系统表露了两频率信号间的量化相移分辨率与最大公因子频率值以及两比对信号频率值之间的关系。对精密频率测量的理论与实践,以及周期性运动现象的精密测量及研究具有重大实际价值。(2)应用最大公因子频率的概念,依靠相位检测的方法进行中、高频宽频率范围的高精度测量,测量精确度高而且设备结构简单,是一项很值得推广的新技术,它不仅可以取替多种专用测量仪器还开发出多种用途不同的频率及周期性信号的测量仪器。此仪器的推广可以避免同领域测量仪器许多重复研究。(3)用宽带相检测频技术与计算机一些先进技术相结合,具有比对频率范围宽,测量精确度达到国外同类设备的先进水平,而且性能价格比远远优于国外同类型仪器。使用这项技术对频标点的测量精度还可以再进一步提高,可以很好地解决某些非标准频率源的比对问题,也可作为高精度频率计,对某些仪器进行精密的测量和研究,还可以取代一些用途单一的频标比对校频仪器,性价比并且远远优于同类水平,广泛应用于生产,生活等众多领域,有着良好的发展空间。