第十七章习题答案
1、本设计中的光电传感器仿真电路中，哪部分电路完成了电压到频率的转换？
解：在这里P的输入电压和输出频率的关系为1:1，所以通过P模块电压大小的变化转化成了频率的变化，输出的压控方波幅值为±2V，频率根据控制电压的变化而变化，具体由以下电路构成
2、简述本设计中三种测量频率方法的基本思想。
解：功率谱法测量频率：取波形Y轴的值，求出波形Y轴的平均值，并与Y轴值相减，
利
用功率谱分析模块进行功率谱分析，根据功率谱的最大值求出频率，设置波形显示。把从Multisim里取出的信号通过For Loop ，利用For Loop对数组的自动索引功能，对于输入波形，每次循环自动读出一个数组波形。接着再取出这个波形的Y值。利用求平均值模块，对Y求平均值。紧接着求取Y 与Y的平均值的差，之所以要求取Y 与Y的平均值的差是为了防止如果波形的平均值不为零，则有可能在0(HZ)处出现功率最大的可能性，这就给功率法测量频率带来了很大误差的可能。而这一个步骤相当于把波形平移使其关于X轴对称，所以能避免这一可能性误差的出现。利用Build Waveform 这一节点对原来的
波形进行整形。这样到了这一步就实现了对原波形的按比缩放及平移，使其关于X轴对称。把整形后的波形通过Get Waveform Component 取出波形的Y值及采样间隔时间。通过功率谱的分析模块和Build Waveform节点可以求得功率谱波形。
定周法测量频率：定周法是因为它的设计思想是在低频时固定测量周期，测量固定周期内的时间。它与功率谱法相比，在低频时测量快且准确度高。频率的测量部分、波形的显示设计部分。因为波形的显示设计跟功率谱法测频率的设计方法是雷同的，所以这里就不再重复介绍。关于频率测量部分，最核心的部分是利用了While循环的移位寄存器，当循环条件满足时，每次的输入与敏感值比较后的结果都会送入移位寄存器中,移位寄存器保存了当前的比较结果及上一次的比较结果。如果这两个结果不同时表明有一次跳变，这时Case Structure执行True选项中的内容，即存储跳变时的时间；如果这两个结果相同时表明没有跳变，这时Case Structure执行False选项中的内容，即保持前一次跳变时的时间和测量频率。 完成了跳变时间的存储后接着就是计算频率了。
定周期法高频改进方法：采用的是在固定的时间内测量跳边缘的个数然后计算出所测频率。之所以要研究方法三的测量方法是因为在方法二测量高频时，为了频率响应更快和更准确些，必须多次（三次以上）按刷新按钮，且在按完按钮后要等待一分钟左右才能读数。因为方法二的这个不足之处，所以产生了方法三。方法三取消了刷新这一动作，但是同时又产生了一个问题，那就是方法三没有了高频时在线测频率的能力，测量频率改变后，只能停止运行再重新启动。
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