数字频率计电路设计与研究

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在电子信息产业高速发展的今天，仅依靠对电流、电压、电阻的测量已经不能满足这个行业的基本要求，当今社会对频率、辐射的测量的要求非常之高，并且应用也相对广泛，而经济实用的电子检测设备更是电子信息产业追求的基本 目标。

-、 数字频率计电路的原理图最近几年，关于频率计的设计工作以及相关实验取得了-定的进展，所设计出的电路虽然在理论上有-定的可行性和可操作性，但这也仅仅限于理论 ，在实际中往往很难得到理论上的结果，但是其中不乏-些价格昂贵的电路，使其经济性大幅度降低。所以，研究参照了大量的文献，设计出既经济又实用的电路，同时通过实验进-步验证了该电路的可行性。电路功能框图如所示：从图中可以看出，经过被测信号的输人，进入计数控制器的输入端，当控制定时器跳变时，瞬间使计数器变成0，这时打开闸门，信号顺利地通过，并通过LED屏幕直观地展现在人们面前，而当电压低到-定的标准时，对闸门进行关闭作业，计数器瞬时停止计数，此时LED屏幕呈现的数值稳定不变。通过实际应用，这个电路具有精度高、灵敏度高的基本特点，并且电路的基本元件价格低廉，经济适用。

二、电路的基本工作原理通过-系列技术手段使被测信号放大以后 ，在信号进入闸门以后，形成-定的控制方波，当闸门开启的时候，计数器的计数工作随即展开，通常以十进制的模式对结果进行展示，而信号经过了量级运算，带来的结果是信号的放大，然后在通过各个子电路对其进行整合，得出较为标准的方波，之后再进入计数器。这种全新的设计思路，可以将极弱的信号和强信号同时输入，而且不会受到频率的限制，这对于以往的数字频率计根本不可能做到，这是通过大量的实验和应用得出的，具有很强的可行性。

首先我们介绍-些五位计数显示电路，该电路采用多个数码管和各种元件组合而成，它采用的是5位十进制显示器，而HCF4026内置了十进制计数器，同时它还包括译码器，利用译码器可以直接对 LED数码管进行驱动作业，随机计数器重置归零，当闸门与INH段进行信号对接时，计数器则会马上开始计数工作，-旦 INH发生变化，计数器的计数工作也随即停止，但是其显示的结果会被保留在LED屏幕上。此电路的供电电压为 10伏，这在极大限度上满足了数码管和LED的需求。

让我们再来对闸门控制电路进行进-步的探究。闸门控制电路通常包括 14位二进制的计数器以及各种类型的分频器。计数器通常为CD4518，通过这几个元件的互通，组成信号发生装置。电路由14级分频器和石英晶体两部分组成，该振荡器的频率为 32768赫兹。当信号经过振荡器以后，在输出端得到两秒脉冲，之后进行二次分频，最后得到标准脉冲，这里所采用的计数器八进制，与非门和分配器共同处理相应的78 中国电子商务. 201 3·06脉冲信号，进而形成控制信号，需要强调的是，这是-个循环的过程，在没有其他因素干扰的前提下，计数以及清零的时间总共用不上 2秒，而现实的时间却在 5秒左右，这为数据的读取提供了极大的便利条件。

通过对以上两个子电路的介绍，我们不难发现，通过各个子电路的协调配合可以让整个电路流畅协调工作，而且所用元件具有稳定性强、精度高、价格低的特点，非常符合当今数字频率计电路的发展趋势。

三、分析各个单元电路的工作原理单元电路中最重要的两个组成部分是内置振荡器和整形电路，在内置振荡器中，当 sA放置于校准的时候，IC3中的各个组件协调工作构成内置振荡器，校准信号可以设定为 5000赫兹、5伏特，而当 SA置于外界的时候 ，将 A段和 B段分别进行短接作业，将两个非门进行串接，但- 定要保持总的相位不变，输入点则只有 1和 0两种形式，这样的整形效果是最好的，但需要强调的是，-定要保持足够大的信号幅度，如若不然，则无法显示相关的计数信息。

电源电路中的另-个元件就是闸门。在闸门电路单元中的输入端不再对输出状态起作用，将输入端作为信号的输入端，输入端与非门组合成可控性强的闸门，可控闸门可以对定时器的输出端进行即时控制，-旦定时器的输出变成零时，闸门自动关闭，不会产生任何信号的输出，而当定时器的输出变为 1时，闸f-JRJ会自动打开，波形的输入和输出则会保持相位的高度-直，最终将波形信号传递给计数器。而控制定时器单元同样是电源电路中的-个重要元件，它有 RP1、C1、R1组合而成，这个电路的输出-个周期为两秒，震荡电路的频率由cl决定，当输出的P端为 0时，闸门自动关闭，计数工作随即停止，当 P端为 1时，闸门自动打开，计数工作开始。

四、拓展电路的设计原则拓展电路由闸门电路和分频电路共同组合而成，这里我们着重探究- 下闸门电路的设计原则，闸门电路中含有-个输出端口和两个输入端口，在输入端应当接入门控信号，在另-个输入端接受整形后的方波信号，门控信号完全控制闸门的开通与否，要想让闸门开启，需要将门控信号的电平设置为1。门控信号电平值为0时，闸门关闭，被测信号要想顺利进入计数器，就必须要在闸门开启的时间范围之内。我们不难看出，当门控信号保持-定宽度的时候，被测信号的频率与闸门的输出值呈现出正比的关系，然后通过显示屏将结果直观地显示给人们，人们可以顺利地获取信号的频率。

总结在数字频率计数器的设计与研究中，通过大量的实验和实际应用发现，该设计可以大幅度提高测量的精度，假如遇到了大量程数据，数字频率计则会通过各个子电路的协调配合以及扩展电路，以此来对量程进行自动转换工作 ，这种新颖的数字频率计设计采用的芯片为 TL494控制单端的方式，大大降低了电路的损耗，更加容易实现电路在过热时候的自我保护，此外，在电路中采用必要的抗干扰技术，可以在极大程度上保证数字频率计的测量精度和电压的稳定。