2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
10 1000 10000 100000 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 920000 960000 1000000 1000008 1000017 000.010 000.100 001.000 010.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 700.000 800.000 899.995 919.994 959.995 999.996 999.999 溢出
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。
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