多功能數(shù)字頻率計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-11 23:48:41 本頁(yè)面
【正文】 呈現(xiàn)出嚴(yán)重的缺點(diǎn)，例如，這時(shí)閘門脈沖仍未1s顯然是不行的，故應(yīng)加寬閘門脈沖寬度。例如，當(dāng)被測(cè)信號(hào)為1kHz時(shí)，在1s的閘門脈沖期間計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)1000次，由于閘門脈沖精度為10 ??，固由此造成的計(jì)數(shù)誤差不會(huì)超過(guò)1，符合5*10 ?179。改閘門信號(hào)控制閘門電路的導(dǎo)通與開(kāi)斷。第二章 整體方案設(shè)計(jì) 算法設(shè)計(jì)頻率是周期信號(hào)每秒鐘內(nèi)所含的周期數(shù)值。 測(cè)量精度：顯示3位有效數(shù)字（要求分析1Hz、1kHz和999kHz的測(cè)量誤差）。 電氣指標(biāo)：正弦波、三角波和矩形波。第一章 技術(shù)指標(biāo)+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++第二章 整體方案設(shè)計(jì) 算法設(shè)計(jì) 整體方框圖及原理+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++第三章 單元電路設(shè)計(jì) 時(shí)基電路設(shè)計(jì) 小數(shù)點(diǎn)顯示電路設(shè)計(jì)第四章 測(cè)試與調(diào)整 時(shí)基電路的調(diào)測(cè) 顯示電路的調(diào)測(cè)43 計(jì)數(shù)電路的調(diào)測(cè) 控制電路的調(diào)測(cè) 整體指標(biāo)測(cè)試第五章 設(shè)計(jì)小結(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況 問(wèn)題及改進(jìn)附錄參考文獻(xiàn)第一章 技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求數(shù)字頻率計(jì)的整體結(jié)構(gòu)要求如圖所示。 測(cè)量頻率范圍：分三檔：1Hz~999Hz~~ 測(cè)量周期范圍：1ms~1s。,報(bào)警.要求測(cè)量頻率值時(shí)，1Hz~+1?？筛鶕?jù)這一定義采用如圖21所示的算法。讓被測(cè)信號(hào)送入閘門電路，當(dāng)1s閘門脈沖到來(lái)時(shí)閘門導(dǎo)通，被測(cè)信號(hào)通過(guò)閘門并到達(dá)后面的計(jì)數(shù)電路（計(jì)數(shù)電路用以計(jì)算被測(cè)輸入信號(hào)的周期數(shù)），當(dāng)1s閘門結(jié)束時(shí)，閘門再次關(guān)閉，此時(shí)計(jì)數(shù)器記錄的周期個(gè)數(shù)為1s內(nèi)被測(cè)信號(hào)的周期個(gè)數(shù)，即為被測(cè)信號(hào)的頻率。的誤差要求。假設(shè)閘門脈沖寬度加至10s，則閘門導(dǎo)通期間可以計(jì)數(shù)5次，由于數(shù)值5是10s的計(jì)數(shù)結(jié)果，故在顯示之間必須將計(jì)數(shù)值除以10. 整體方框圖及原理輸入電路：由于輸入的信號(hào)可以是正弦波，三角波。當(dāng)輸入信號(hào)電壓幅度較大時(shí)，通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。時(shí)基信號(hào)有555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)較穩(wěn)定的多諧振蕩器，經(jīng)整形分頻后，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)基信號(hào)，作為閘門開(kāi)通的基準(zhǔn)時(shí)間。將方波的脈寬作為閘門導(dǎo)通的時(shí)間，在閘門導(dǎo)通的時(shí)間里，計(jì)數(shù)器記錄標(biāo)準(zhǔn)時(shí)基信號(hào)通過(guò)閘門的重復(fù)周期個(gè)數(shù)。由于被測(cè)信號(hào)范圍為1Hz~1MHz，如果只采用一種閘門脈沖信號(hào)，則只能是10s脈沖寬度的閘門信號(hào)，若被測(cè)信號(hào)為較高頻率，計(jì)數(shù)電路的位數(shù)要很多，而且測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)給用戶帶來(lái)不便，所以可將頻率范圍設(shè)為幾檔： 1Hz~999Hz檔采用1s閘門脈寬；~；~。在電路中引進(jìn)電位器來(lái)調(diào)節(jié)振蕩器產(chǎn)生的頻率。在計(jì)數(shù)的時(shí)候數(shù)碼管不顯示數(shù)字。在R1和R3之間接了一個(gè)10K的電位器便于在后面調(diào)節(jié)使得555能夠產(chǎn)生非常接近1KHz的頻率。連接至下一計(jì)數(shù)器的EN輸入端可實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)，同時(shí)后者的CP輸入保持低電平。當(dāng)CBA輸入001時(shí)74151輸出的方波的頻率是1Hz；當(dāng)CBA輸入010時(shí)74151輸出的方波的頻率是10Hz；當(dāng)CBA輸入011時(shí)74151輸出的方波的頻率是100Hz；這里我們以輸出100Hz的信號(hào)為例。也就是Q1的輸出信號(hào)高電平持續(xù)的時(shí)間為10ms，那么這個(gè)信號(hào)可以用來(lái)導(dǎo)通閘門和關(guān)閉閘門。同時(shí)控制電路還要產(chǎn)生74160的清零信號(hào)，4511的鎖存信號(hào)。當(dāng)74153的CBA接100的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的是測(cè)量被測(cè)信號(hào)周期的功能。第四個(gè)是鎖存信號(hào)。根據(jù)4511（4511的管腳圖和功能表詳見(jiàn)附錄）的功能表可以知道，當(dāng)鎖存信號(hào)為高電平的時(shí)候，4511不送數(shù)。根據(jù)圖可以看到，當(dāng)PT到達(dá)下降沿的時(shí)候，此時(shí)4511的LE端的輸入信號(hào)也剛好到達(dá)下降沿。圖中電路1K的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻后選擇的是100Hz的信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)。 小數(shù)點(diǎn)顯示電路設(shè)計(jì)在測(cè)量頻率的時(shí)候，由于分3個(gè)檔位，那么在不同的檔的時(shí)候，小數(shù)點(diǎn)也要跟著顯示。我們可以想到可以通過(guò)74153數(shù)據(jù)選擇器來(lái)實(shí)現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)顯示的問(wèn)題。同時(shí)輸出信號(hào)的頻率也要穩(wěn)定。下面我在實(shí)驗(yàn)中把74151和撥盤開(kāi)關(guān)接好，通過(guò)撥盤開(kāi)關(guān)來(lái)控制74151的輸出信號(hào)，把示波器的測(cè)量端接74151的輸出端。這樣，時(shí)基電路這部分就測(cè)試完畢，沒(méi)有問(wèn)題了。圖41 顯示電路調(diào)測(cè)連接圖如圖41所示接好顯示電路（這里就只給出一個(gè)數(shù)碼管說(shuō)明一下）。接好后的測(cè)試方法同上。接好后，給最低位的74160一個(gè)CP信號(hào)。計(jì)數(shù)電路就這樣搞好了。由調(diào)試波形可以知道電路設(shè)計(jì)是正確的。當(dāng)74153的CBA為100的時(shí)候，74153的1Y輸出的信號(hào)為被測(cè)信號(hào)，在圖中接的是函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，它產(chǎn)生的是頻率為20Hz的方波。PT的高電平持續(xù)的時(shí)間剛好為fx的周期。那么測(cè)量的結(jié)果和理論值是一樣的。測(cè)量脈沖寬度的原理與測(cè)量周期的原理十分相似。那么到此，整個(gè)控制電路部分實(shí)現(xiàn)的控制功能都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。 整體指標(biāo)測(cè)試被測(cè)信號(hào)頻率周期脈寬的測(cè)量檔位 測(cè)量范圍 被測(cè)信號(hào)頻率 測(cè)量值001 1
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