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量化误差的测量

因为转换的精度有限,所以将模拟值数字化时会不可避免地出现量化误差。量化误差由转换器及其误差、噪声和非线性度决定。当输入信号和计数器时基有区别时就会产生量化误差。根据输入信号的相位和计数器时基的匹配程度,计数器有下列三种可能性:

丢失2个边沿

计数器未识别时基的第一个上升沿和最后一个下降沿,计数值比期望值小1。

丢失1个,识别1个

计数器识别时基的第一个上升沿或最后一个下降沿,计数值与期望值一致。

识别2个边沿

计数器识别时基的第一个上升沿和最后一个下降沿,计数值比期望值大1。
在这里插入图片描述
例如,如计数器时基是20 MHz,输入信号的频率是5 MHz,根据量化误差,测量值可能是3、4或5。测量值对应的测量频率是6.67 MHz、5 MHz和4 MHz,误差率达33%。

单计数器时间测量的量化误差

对于单计数器时间测量,量化误差由下列公式定义。

Err量化 = 实际频率/(计数器时基率-实际频率)

通过增加计数器时基率,可减少单计数器时间测量的量化误差。下表显示了给定输入信号频率下不同时基率的量化误差:
在这里插入图片描述
对于周期和频率测量,如量化误差相对于输入信号来说过大,可以考虑使用两个计数器周期和频率测量中的一个。

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