《簡易數(shù)字頻率計》word版-文庫吧
2024-12-24 08:20 本頁面
【正文】 電路，擋位轉(zhuǎn)換器，時基信號發(fā)生器，門控電路，閘門電路，計數(shù)譯碼器，顯示器等幾部分組成。 其中脈沖形成電路的作用是：將被測信號變成脈沖信號，其重復(fù)頻率等于被測頻率 。時間基準(zhǔn)信號發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時脈沖形成電路 閘門電路 計數(shù)譯碼顯示 溫控電路 時基信號發(fā)生器 2 間脈沖信號，若其周期為 1s，則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準(zhǔn)確地等于 1s。閘門電路由標(biāo)準(zhǔn)秒信號進(jìn)行控制，當(dāng)秒信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉，計數(shù)器停止計數(shù)。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù) N 是在一秒時間內(nèi)累計數(shù)，所以被測得頻率 =NHz。 頻率計的基本組成框圖 (a) (b) 圖 12 數(shù)字頻率計的基本組成及工作過程 如上圖所示，數(shù)字頻率計的工作過程是：被測信號 經(jīng)脈沖形成電路整形，變換成上圖中（ b）中的 Ⅰ 脈 沖波形，其周期 Ts 與被測信號的周期相同。時基電路輸出標(biāo)準(zhǔn)信號 Ⅱ ，設(shè)其高電平持續(xù)時間為 1s，則計數(shù)器的計數(shù)時間就為 1s，計數(shù)器計得的脈沖數(shù)圖Ⅲ所示就是被測信號的頻率。邏輯控制單元的作用有兩個：其一，產(chǎn)生清“ 0”脈沖Ⅳ，計數(shù)器每次從零開始計數(shù)；其二，產(chǎn)生鎖存信號 Ⅴ ，使顯示器上的數(shù)字穩(wěn)定不變。 譯碼顯示器 鎖存器 計數(shù)器 閘門電路器 時基電路 放大整形電路 邏輯控制電路 Ⅰ Ⅱ V Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ fx 鎖存 計數(shù) 清“ 0” Tx N 3 測量頻率的原理框圖 頻率測量：測量頻率的原理框圖如下圖 .測量頻率共有 4 個檔位。被測信號經(jīng)整形后變?yōu)槊}沖信號（矩形波或者方波），送入閘門電路，等待時基信號的到來。時基信號有 555 定時器構(gòu)成一個較穩(wěn)定的多諧振蕩器，經(jīng)整形分頻后，產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)的時基信號，作為閘門開通的基準(zhǔn)時間。被測信號通過閘門，作為計數(shù)器的時鐘信號，計數(shù)器即開始記錄時鐘的個數(shù)，這樣就達(dá)到了測量頻率的目的。 被測信號 fx 圖 13 測量頻率原理框圖 2 框圖各個部分的設(shè)計及其主要參數(shù)的確定 邏輯控制電路 根據(jù)上圖（ b）所示的時序波形，在標(biāo)準(zhǔn)的時間信號 II 結(jié)束時所產(chǎn)生的負(fù)跳變用來產(chǎn)生鎖存信號 V，鎖存信號 V的負(fù)跳變又用來產(chǎn)生清“ 0”信號 IV，它們的脈沖寬度由本身電路的參數(shù)所決定。因此這兩個脈沖信號 IV 和 V 可以由兩個單態(tài)穩(wěn)定觸發(fā)器產(chǎn)生，其電路如下圖所示。其中 74LS123 是集成電路可重觸發(fā)的單穩(wěn)定觸發(fā)器，其內(nèi)部有兩個完全獨(dú)立的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 74LS123 的功能表如下表所示。 圖 21 邏輯控制電路 衰減放大 整形電路 閘門電路 計數(shù)電路 譯碼顯示 控制電路 振蕩器 時基電路 K1 K2 K3 K4 4 表 21 邏輯控制電路功能表 輸入 輸出 說明 CLR A B Q Q 0 0 1 穩(wěn)態(tài) 0 0 1 1 0 1 1 0 ? 觸發(fā) ? 0 1 1 ? 1 設(shè)鎖存器信號 Ⅴ 和清“ 0”信號的脈沖寬度 tw 相同，如果 Tw=，可由式Tw= 來計算時間常數(shù)的值。因?yàn)?Tw= ， 若取 Rext=10KΩ，則 Cext= 。 鎖存器 鎖存器的作用是將計數(shù)器在 1s 結(jié)束的計數(shù)器進(jìn)行鎖存，使顯示器上獲得穩(wěn)定的測量值。因?yàn)橛嫈?shù)器在 1s 內(nèi)要計成千上萬的輸入脈沖，若不加鎖存器，顯示器上的數(shù)字隨計數(shù)器的輸出而變化，不便于計數(shù)。所以必須加一個鎖存器將其固定。選用8D 鎖存器 74lLS273 可以完成上述鎖存功能。如下圖所示， 2 片 74lLS273 構(gòu)成的 16位二進(jìn)制數(shù)的輸出鎖存器連接電路。當(dāng)時鐘脈沖 CP的正跳變到時，鎖存器的輸出等于輸入，既 Q=D，從而將 4 個十進(jìn)制計數(shù)器的輸出值送到鎖存器的輸出端。正脈沖結(jié)束后，無論輸入端 D 為何值，輸出端 D 的狀態(tài)保持原來的狀態(tài) Qn 不變。所以在計數(shù)器的時間內(nèi)，計數(shù)器的輸出不會送到譯碼顯示器。 圖 22 鎖存器 連接電路 5 脈
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