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数字频率计的主要构成
数字频率计
主要由四个部分构成:输入电路、时基(T)电路、计数显示电路以及控制电路。
输入电路:由于输入的信号可以是正弦波,三角波。而后面的闸门或计数电路要求被测信号为矩形波,所以需要设计一个整形电路则在测量的时候,首先通过整形电路将正弦波或者三角波转化成矩形波。在整形之前由于不清楚被测信号的强弱的情况。所以在通过整形之前通过放大衰减处理。当输入信号电压幅度较大时,通过输入衰减电路将电压幅度降低。当输入信号电压幅度较小时,前级输入衰减为零时若不能驱动后面的整形电路,则调节输入放大的增益,时被测信号得以放大。
时基和闸门电路:闸门电路是控制计数器计数的标准时间信号,被测信号的脉冲通过闸门进入计数器的个数就是由闸门信号决定的,闸门信号的精度很大程度上决定了频率计的频率测测量精度。当要求频率测量精度高时,应使用晶体振荡器通过分频获得。时基信号可由555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器,经整形分频后,产生一个标准的时基信号,作为闸门开通的基准时间。被测信号通过闸门,作为计数器的时钟信号。
计数显示电路:在闸门电路导通的情况下,开始计数被测信号中有多少个上升沿。在计数的时候数码管不显示数字。当计数完成后,此时要使数码管显示计数完成后的数字。
控制电路:控制电路里面要产生计数清零信号和锁存控制信号。
被测信号经整形后变为脉冲信号(矩形波或者方波),送入闸门电路,等待时基信号的到来。时基信号有555定时器构成一个较稳定的多谐振荡器,经整形分频后,产生一个标准的时基信号,作为闸门开通的基准时间。被测信号通过闸门,作为计数器的时钟信号,计数器即开始记录时钟的个数,这样就达到了测量频率的目的。
若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数N,则其频率可表示为f=N/T。其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测频率fx。时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号,若其周期为1s,则门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制,当秒信号来到时,闸门开通,被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭,计数器停止计数。由于计数器计得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数,所以被测频率fx=NHz。
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