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簡易數字頻率計電路圖

發布時間:2025-02-12 04:17:02

Ⅰ 求大神分析一下數字頻率計線路圖(高分懸賞)

標准脈沖產生單元(晶振+CC40106+RC)->分頻電路(CD4020+4013)-》整形電路CC40106-》計數器
待測信號整形後回進去計數器CP端,然後計答數器的LE和R由上面產生的標准時鍾控制(應該是1S),也就是在一個固定時間段中讀取待測信號的脈沖數,也就是待測信號的頻率。
CD4553是三位十進制計數器,兩個級聯就可以做到6位十進制計數器,所以最大頻率可是測到999999.
左三位顯示高位 右三位顯示低位

Ⅱ 跪求:《數字頻率計的設計》 原理,方框圖,電路圖!

4.2.3簡易數字頻率計電路設計
數字頻率計是用數字顯示被測信號頻率的儀器,被測信號可以是正弦波、方波或其它周期性變化的信號。如配以適當的感測器,可以對多種物理量進行測試,比如機械振動的頻率、轉速、聲音的頻率以及產品的計件等等。因此,數字頻率計是一種應用很廣泛的儀器。
一、設計目的
1. 了解數字頻率計測量頻率與測量周期的基本原理;
2. 熟練掌握數字頻率計的設計與調試方法及減小測量誤差的方法。
二、設計任務與要求
要求設計一個簡易的數字頻率計,測量給定信號的頻率,並用十進制數字顯示,具體指標為:
1.測量范圍:1HZ—9.999KHZ,閘門時間1s;
10 HZ—99.99KHZ,閘門時間0.1s;
100 HZ—999.9KHZ,閘門時間10ms;
1 KHZ—9999KHZ,閘門時間1ms;
2.顯示方式:四位十進制數
3. 當被測信號的頻率超出測量范圍時,報警.
三、數字頻率計基本原理及電路設計
所謂頻率,就是周期性信號在單位時間 (1s) 內變化的次數.若在一定時間間隔T內測得這個周期性信號的重復變化次數為N,則其頻率可表示為 fx=N/T 。因此,可以將信號放大整形後由計數器累計單位時間內的信號個數,然後經解碼、顯示輸出測量結果,這是所謂的測頻法。可見數字頻率計主要由放大整形電路、閘門電路、計數器電路、鎖存器、時基電路、邏輯控制、解碼顯示電路幾部分組成,總體結構如圖4-2-6:

圖4-2-6數字頻率計原理圖
從原理圖可知,被測信號Vx經放大整形電路變成計數器所要求的脈沖信號Ⅰ,其頻率與被測信號的頻率fx相同。時基電路提供標准時間基準信號Ⅱ,具有固定寬度T的方波時基信號II作為閘門的一個輸入端,控制閘門的開放時間,被測信號I從閘門另一端輸入,被測信號頻率為fx,閘門寬度T,若在閘門時間內計數器計得的脈沖個數為N,則被測信號頻率fx=N/THz。可見,閘門時間T決定量程,通過閘門時基選擇開關選擇,選擇T大一些,測量准確度就高一些,T小一些,則測量准確度就低.根據被測頻率選擇閘門時間來控制量程.在整個電路中,時基電路是關鍵,閘門信號脈沖寬度是否精確直接決定了測量結果是否精確.邏輯控制電路的作用有兩個:一是產生鎖存脈沖Ⅳ,使顯示器上的數字穩定;二是產生清「0」脈沖Ⅴ,使計數器每次測量從零開始計數。
1.放大整形電路
放大整形電路可以採用晶體管 3DGl00和74LS00,其中3DGl00組成放大器將輸入頻率為fx的周期信號如正弦波、三角波等進行放大。與非門74LS00構成施密特觸發器,它對放大器的輸出信號進行整形,使之成為矩形脈沖。
2.時基電路
時基電路的作用是產生標準的時間信號,可以由555組成的振盪器產生,若時間精度要求較高時,可採用晶體振盪器。由555定時器構成的時基電路包括脈沖產生電路和分頻電路兩部分。
(1)555多諧振盪電路產生時基脈沖
採用555產生1000HZ振盪脈沖的參考電路如圖4-2-7所示。電阻參數可以由振盪頻率計算公式f=1.43/((R1+2R2)*C)求得。
(2) 分頻電路
由於本設計中需要1s、0.1s、10ms、1ms四個閘門時間,555振盪器產生1000HZ,周期為1ms的脈沖信號,需經分頻才能得到其他三個周期的閘門信號,可採用74LS90分別經過一級、二級、三級10分頻得到。

圖4-2-7 555多諧振盪電路
3. 邏輯控制電路
在時基信號II結束時產生的負跳變用來產生鎖存信號Ⅳ,鎖存信號Ⅳ的負跳變又用來產生清「0」信號V。脈沖信號Ⅳ和V可由兩個單穩態觸發器74LSl23產生,它們的脈沖寬度由電路的時間常數決定。觸發脈沖從B端輸入時,在觸發脈沖的負跳變作用下,輸出端Q可獲得一正脈沖, Q非端可獲得一負脈沖,其波形關系正好滿足Ⅳ和V的要求。手動復位開關S按下時,計數器清「 0 」。參考電路如圖4-2-8

圖4-2-8數字頻率計邏輯控制電路
4.鎖存器
鎖存器的作用是將計數器在閘門時間結束時所計得的數進行鎖存,使顯示器上能穩定地顯示此時計數器的值.閘門時間結束時,邏輯控制電路發出鎖存信號Ⅳ,將此時計數器的值送解碼顯示器。選用8D鎖存器74LS273可以完成上述功能.當時鍾脈沖CP的正跳變來到時,鎖存器的輸出等於輸入,即Q=D。從而將計數器的輸出值送到鎖存器的輸出端。正脈沖結束後,無論D為何值,輸出端Q的狀態仍保持原來的狀態Qn 不變.所以在計數期間內,計數器的輸出不會送到解碼顯示器.
5.報警電路
本設計要求用4位數字顯示,最高顯示為9999。超過9999就要求報警,即當千位達到9(即1001)時,如果百位上再來一個時鍾脈沖(即進位脈沖),就可以利用此來控制蜂鳴器報警。電路如圖4-2-9:

圖4-2-9 數字頻率計報警電路
四、調試要點
1.通電准備
打開電源之前,先按照系統原理圖檢查製作好的電路板的通斷情況,並取下電路板上的集成塊,然後接通電源,用萬用表檢查板上的各點電源電壓值,之後再關掉電源,插上集成塊。
2.單元電路檢測
接通電源後,用雙蹤示波器 ( 輸人耦合方式置 DC 檔 ) 觀察時基電路的輸出波形,看其是否滿足設計要求,若不符合,則調整R1和R2。然後改變示波器的掃描速率旋鈕,觀察 74LSl23 的第13 腳和第10 腳的波形是否為鎖存脈沖Ⅳ和清零脈沖 V 的波形。
將 4 片計數器 74LS90 的第 2 腳全部接低電平,鎖存器 74LS273 的第 11 腳都接時鍾脈沖,在個位計數器的第 14 腳加入計數脈沖,檢查 4 位鎖存、解碼、顯示器的工作是否正常。
3.系統連調
在放大電路輸入端加入Vpp=1v ,f=1kHz 的正弦信號,用示波器觀察放大電路和整形電路的輸出波形,應為與被測信號同頻率的脈沖波,顯示器上的讀數應為1000Hz 。
五、總結報告
1.總結數字頻率計設計、安裝與調試過程。
2.分析安裝與調試中發現的問題及故障排除的方法。
3.分析減小測量誤差的方法。

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