文档介绍:在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、测量结果 都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。不少物理量的测量,如时间、速 度等都涉及到或本身可转化为频率的测量。数字频率计是一种基本的测量仪器。它被广泛 应用与航天、电子、测控等领域。它的基本测量原理是,首先让被测信号与标准信号一起 通过一个闸门,然后用计数器计数信号脉冲的个数,把标准时间内的计数的结果,用锁存 器锁存起来,最后用显示译码器,把锁存的结果用LED数码显示管显示出来。
根据数字频率计的基本原理,本文设计方案的基本思想是分为五个模块来实现其功能, 6位计数显示器、被测信号处理电路、基准信号电路、闸门与转换开关电路、电源电路等 几个单元,并且用硬件电路实现了闸门控制信号、计数电路、锁存电路、显示电路等。
关键词:周期;数字频率计;集成芯片;闸门控制;计数处理
中文摘要 I
ABSTRACT I
弓丨言 1
1设计目的 2
2设计原理及设计方案 2
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3计数模块 7
ECD码的计数原理 7
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CD4511 的构造 9
:三位半计数、显示电路 11
4显示模块 11
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5被测信号处理模块 12
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6基准信号产生模块 13
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7电源电路模块 19
8整机调试 20
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结论 22
致谢 23
参考文献 24
多功能数字频率计的设计
引言
20世纪末,数字电子技术得到了飞速发展,有力地推动和促进了社会生产力的发展 和社会信息化的提高,数字电子技术的应用已经渗透到人类生活的各个方面。从计算机到 手机,从数字电话到数字电视,从家用电器到军用设备,从工业自动化到航天技术,都尽 可能采用了数字电子技术。
在工农业生产、教学、国防、科研、航天等部门,经常需要对频率、周期等参数进行 测量及控制。但在常规的电路参数中,频率、周期是最难准确测量的几个参数。用独立元 器件测量频率、周期的方法,早已无法满足现代科技发展的需要。
现在得到实用的多功能数字频率计大致有两种方式,一种是集成电路组成,另一种是 EDA技术构成。但是,第二种多功能数字频率计的线性度及反应速度差,在测试周期和频 率时,EDA技术构成的数字频率计其测量精度及长期稳定性。而第一种集成电路组成的数 字频率计互换性好,硬件速度快精确度也高,价格十分便宜,设备简单,容易操作。所以, 以硬件电路,即集成芯片构成的多功能数字频率计能是比较好的测量工具,采用该装置后, 既节省了经费,又保持了数据测量的精度。
测量频率的方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速, 以及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两 种方式:一是直接测频法,即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数;二是间接测频 法,如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量,间接测频法适用于低频信号 的频率测量。数字式频率计是一种数字显示的测量频率的仪器。他不仅可以测试数字电路 中的方波信号,还可以测量正弦信号和多种物理量的变化频率,诸如电机转速、发光体的 闪光次数、机械振动次数等,这些物理量需经光电耦合传感器件或经相关的传感器先转变 成周期变化的信号,然后用频率计测量单位时间内信号的变化次数,再用数码显示出来。 因此,他是一种测量范围较广的通用型数字仪器。本文阐述了用集成芯片设计一个简单的 数字频率计的过程。
1设计目的
在电子技术中,频率是最基本的参数之一,并且与许多电参量的测量方案、侧量结果 都有十分密切的关系,因此频率的测量就显得更为重要。本设计的多功能数字频率计由3 块TTL和9块CMOS数字集成电路组成,具有功能多、功耗低、成本低的优点。由于大量 采用集成电路等硬件电路,所以测量频率等各参数具有精度高、使用方便、测量迅速,以 及便于实现测量过程自动化等优点,是频率测量的重要手段之一。另外,本设计的功能多 而全,在实际