河北穩控科技VM系列振弦採集模組頻率計算與質量評定

運用採集到的若干訊號樣本資料， 首先估算得到一個頻率值，稱為“ 偽頻率值” ；然後在模組異常資料剔除演算法模型中， 以暫存器 CAL_PAR1 的值作為主要判定引數， 每個取樣值與偽頻率值進行運算，將不符合要求的異常資料進行剔除， 剩餘資料被認定為“ 優質” 樣本； 原始樣本標準差、 優質樣本標準差分別保存於暫存器 SIG_STD.[15:8]和 SIG_STD.[7:0]中， 優質樣本數量更新到暫存器 HQ_COUNT 中， 優質樣本質量評定值保存於暫存器 SMP_QUA 中，最終的感測器頻率值和頻模值分別更新到暫存器 S_FRQ 和暫存器 F_REQM。 當剩餘“ 優質” 樣本數量低於CAL_PAR2 限制或標準差過大時，本次測量樣本質量評結果強制為 0%。

RD_COUNT 是組合引數暫存器，包含了預期取樣數和取樣超時兩個引數， RD_COUNT.[8:0]規定了預期的取樣數量， RD_COUNT.[15:9]定義了取樣超時時長，若取樣過程中超過此時間時仍未完成預期數量的取樣，則強制結束取樣過程。 取樣超時時長單位為 100ms， 引數取值範圍為 1~127
（即：最大超時長可以為 127*100ms=12.7 秒）， 當超時長設定為 0 時，使用預設超時時長 1000ms。
AMP.[11:8]定義了取樣完成後再次取樣幾次。若設定了非 0 值，則會在完成了上述指定數量的訊號取樣後再重複 n 次，最終的頻率值會是多次取樣的平均值。這個功能可以最大限度的取樣最多的訊號，使最終的頻率精度更加精準。

訊號綜合質量： 樣本質量用百分數表示， 一般情況下， 樣本質量為 50%及以上時的頻率值能夠代表感測器真實的頻率，低於 50%則認為頻率值可信度較差或不可信，在模組使用過程中，儘量使用樣本質量在 75%以上的頻率值做為最終結果。
SFC 頻率誤差是指 SFC 方法計算得到的頻率值（暫存器 SFC_FRQ）的誤差範圍，單位為 0.1Hz。
例如： 38 表示當前 SFC 頻率值的誤差範圍為正負 3.8Hz。

S_FRQ 暫存器頻率和 SFC 頻率的區別
S_FRQ 暫存器頻率是推薦讀取並使用的頻率值，精度較高，但當訊號未達到預定要求時會強制為0，另外， S_FRQ 頻率計算過程中無法區分出感測器訊號中夾雜的幅值較大的干擾雜散訊號，在一些極端條件產生時可能計算得到錯誤頻率（概率很低）； SFC 頻率值是一個訊號分析預估值，抗干擾能力很強， 通常情況下總能代表感測器的正確頻率，但相對於 S_FRQ 暫存器中的頻率值而言，這個值有一定的誤差。
當 CAL_PAR2[15]設定為 1 時，模組會在 S_FRQ 計算結果為 0 時將 SFC 頻率填充到 S_FRQ 暫存器內，此時狀態暫存器 SYS_STA[8]置位為 1。

讀取實時測量結果的頻率值時， 若測量值與感測器標稱頻率相差過大時，應讀取執行狀態暫存器 SYS_STA.[5]， 判斷是否產生了頻率暫存器溢位，若 SYS_STA.[5]為 1， 真實的頻率值應等於(S_FRQ/10+6553.5)Hz。

優質樣本數量暫存器 HQ_COUNT（ 0x2B）
位 符號 值 描述 預設值
bit15:9 0 預留，暫未定義功能 0
bit8:0 0~300 取樣資料進行異常樣本剔除後剩餘的樣本
數量。單位：0 個。

樣本標準差暫存器 SIG_STD（ 0x2A）
位 符號 值 描述 預設值
bit15:8 0~255 原始樣本標準差， 單位： Hz 0
bit7:0 0~255 優質樣本標準差， 單位： Hz 0

當前頻率的數值可信度可由以下幾種方法來判斷：
（ 1） 平均訊號幅值大於 60%， 優質樣本數量大於預期取樣數量的 50%且不低於 50 個，優質樣本評估值大於 80%。
（ 2） 優質樣本數量大於預期取樣數量的 50%且不低於 50 個，優質樣本評估值大於 80%。
（ 3）優質樣本評估值大於 80%。