1、目录 目录 . 1 简易数字频率计 . 2 摘要 . 2 前言 . 2 本论 . 2 一、数字频率计设计原理 . 2 1.基本原理 2 2. 频率计的基本组成框图. 3 3.逻辑控制电路 4 4.锁存器 6 5.脉冲形成电路 6 6.闸门电路、 7 7.扩展电路 8 二、设计内容与要求 . 9 三、电路设计与测试 . 9 四、测试数据与误差分析 11 总结 12 致谢 12 参考文献 12 附录 13 简易数字频率计 摘要 数字频率设计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。 它是一种十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。他的基本功能是测量正弦信 号、方波信号及其他各
2、种单位时间内变化的物理量。而且还可以测量他们的周期。经 过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容 测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因为数字频率计 在测量方面有广泛的应用。 关键字：数字频率计，Proteus，课程设计，逻辑电路，译码器。 前言 随着电子信息产业的发展，信号作为其最基础的元素，其频率的测量在科技研究 和实际应用中的作用日益重要，而且需要测频的范围也越来越宽。数字频率计是主要 用来显示被测频率的大小的装置，其广泛应用于许多设计复杂、功能多样的电子设备 中，虽然其功能复杂，但是使用起来既简单又方便。本课程设计是为了达到学以
3、致用 的能力，把所学的电子技术应用到实际生活中去，巩固学生所学知识等而进行的。课 程设计既要理论联系实际，又要通过学生自己的设计对理论知识牢固而灵活的掌握， 着重培养了学生的实际动手能力。 本论 一、数字频率计设计原理 1.基本原理 数字频率计是直接用十进制数字来显示被测量信号频率的一种测量装置，它不仅 可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。 测频的基本原理是，若 T 为时间间隔，N 为 T 内测得的周期信号重复变化次数，则其频 率可表示为 f= T N 。 fx 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他 信号的频率。通常情况下
4、计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为 1 秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸 门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快， 但测得的频率精度就受影响。本文。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器， 被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以 对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等 等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器。 2. 频率计的基本组成框图 简易数字频率计的组成框图和波形图如下所示。 门控电路 时基信号发生器 脉冲形成电路 闸门电
5、路 计数译码显示 主要功能： 4 位十进制数显示、小数点自动定位； 主要技术指标 频率测量范围 1HZ10KHZ、10KHZ100KHZ、100K HZ1MHZ； 频率准确度 102 fx fx -3； 被测信号幅度 Vxm=0.2V5V（正弦波、方波、三角波） 3.逻辑控制电路 根据图 1（b）所示时序波形，在标准信号结束时所产生的负跳变用来产生锁存 信号，锁存信号的负跳变又用来产生清“0”信号，他们的脉冲宽度由本身电路的 参数所决定。因此这两个脉冲信号和可以由两个单稳态触发器产生，其电路图如 图 2 所示，其中 74LS123 是集成电路可重复触发的单稳定触发器，其内部有两个完全 译码显示
6、器 锁存器 计数器 闸门电路器 时基电路 放 大 整 形 电 路 逻 辑 控 制 电 路 x 锁存 计数 清“0” Tx N a 图表 1 b 独立的单稳态触发器。74LS123 的功能表如表 3 所示。 图表 2 图表 3 设锁存信号和清“0”信号的脉冲宽度 tw 相同，如果 tw=0.02s,可由式 tw=0.45RextCext 来计算时间常数 RextCext=0.02s 时的值。因为 tw=0.45RextCext=0.02s 若取 Rext=10K,则 Cext=tw/0.45Rext=4.4F 取标准值 4.7F。 当 CLR=1，触发脉冲从 A 输入时，在触发脉冲的负跳变作用下，输出端 Q 可获得一 正脉冲，Q 非端可获取一负脉冲，其脉宽 tw 由 Rext 决定。 4.锁存器 锁存器的作用是将计数器在 1s 结束时的计数值进行所存，使显示器上获得的稳定 的测量值。因为计数器在 1s 内要计成千上万个输入脉冲，若不加锁存器，显示器上的 数字将随
