【正文】 必須有頻率檢波電路和 A/D轉換電路，不僅電路比較復雜，而且信號經過兩次變換會產生較大誤差，因此測量結果不很準確，該電路調試也較困難，所以該方案不是最佳的。，只要將輸入信號放大整形成為脈沖信號，即可直接測量出信號的頻率。這里關鍵問題是產生精確的秒控制信號，以保證測量的精度。如果采用石英晶體振蕩器產生脈沖振蕩信號，然后通過分頻便可獲得穩(wěn)定、精確的時基信號。這一電路實現起來也不困難。可見，比較兩種方案可以得出結論，第二種方案比較合理、可行。四、分析單元電路并選擇器件 1．秒控制信號產生電路（1）秒信號發(fā)生器為了產生精確的秒信號，必須有信號發(fā)生器即振蕩器。從數字電路課中可知，振蕩器的頻率和穩(wěn)定度越高，形成的鈔信號就越準確。為了簡便可行，用電子表的石英晶體構成15頻率為32768HZ（＝2）的振蕩器，然后經過15次二分頻就可以得到秒信號。采用14位二進制串行分頻器CC4060，外接石英晶體JN即可直接實現振蕩與分頻功能。因其輸出是2Hz的信號，需再接一個二分頻器就可以得到秒信號。（2）秒控制信號產生電路有了秒信號還需要形成秒控制信號，以便控制門電路在一秒鐘的采樣時間內，記錄輸入信號的頻率。為了使記錄的頻率數值有一個穩(wěn)定的顯示時間，同時每次記錄之前計數器必須清零，所以要求秒控制脈沖間隔一定時間出現一次。如果采樣時間為1秒，顯示穩(wěn)定的數字為5秒，則可用6只D觸發(fā)器組成環(huán)形振蕩器，其輸入觸發(fā)信號是秒信號，其并行輸出Q1～Q6為順序脈沖，其電路原理圖和波形圖如圖1．1．5（a）和（b）所示。圖中Q1為秒控制信號，其高電平用來打開控制門電路，其低電平用來控制計數器的清零端和譯碼器的鎖存端。環(huán)形振蕩器由雙4位寄存器CC4015來實現，其連線圖如圖1．1．6所示。2．放大整形電路這部分單元電路用于對輸入信號進行適當放大，以保證測量的精度和靈敏度。信號經放大后再送入整形電路整形。為了使放大電路與邏輯電路相容，應當選用單電源供電的運算放大器，這里選用F158，電源電壓選用5V。整形電路選用施密特觸發(fā)器CC4093。3．主校門電路主校門電路由一只與非門和一只反相器組成?？蛇x用2輸入與非門CC4011。4．計數、譯碼和顯示電路由于頻率計的測量范圍是1～9999HZ，因此采用四只二——十進制同步加法計數器，可選用兩塊雙 BCD同步加法計數器 CC4518。譯碼器選用CC4511可以直接驅動發(fā)光H極管數碼顯示器（即LED數碼管人由于4511輸出a＿g的信號為高電平有效，所以選用共陰極 LED數碼管，選取 MR213即可。另外 C C 4518清零端 Cγ和 C C 4511鎖存端LE均為高電平有效，因此用 Q的低電平控制清零和鎖存時，必須加一級反相器再接至每個計數器和譯碼器的Cγ和LE端。因為指標要求顯示1－9999Hz信號所以需用計數器、譯碼器和LED數碼管各四個。、譯碼和顯示電路。五、電路元器件參數的計算由于整體電路多采用集成電路連接而成，所以需要設計計算的器件參數不多，其中只有以下元件要求進行估算和選?。?1．振蕩器R1，C1和C T的選取由CC4060中的反相器與R1，C1和C T、構成的晶體振蕩器，R1為反饋電阻，以保證反相器工作在線性放大區(qū)，該阻值不宜太小，一般選在幾兆歐到幾十兆歐。本電路選22MΩ的電阻。反饋電壓是由輸出電容C T和輸入電容C 1決定，以構成電容式三點式振蕩電路。一般C 1選取20pF的電容，C T選用35／4pF的可調電容。2．放大電路的R2，R3和R4的選取放大電路的 R2和 R3決定電路的放大倍數，即 Af＝為了保證 U i＜100mV時，能使輸出電壓驅動后級施密特電路正常工作，由于CC4093觸發(fā)電平，要求輸出電壓Uo＞。可見，Af＝≥，如果選取比為10kΩ則R3應選用220kΩ。R4是限流保護電阻，在放大器輸出最大電壓時不致?lián)p壞施密特內部保護二極管，一般選取幾為200Ω。C 2為耦合電容，選47μFo3．譯碼、顯示電路Ra～Rg的選取 Ra～Rg是發(fā)光二極管的限流電阻。要求：Ra～Rg ≥其中UOH為譯碼輸出的高電平，U DF為發(fā)光二極管正向壓降，I DF為二極管正向電流。由器件參數手冊可以查到：在V DD=5V條件下，UOH=4．1v，發(fā)光二極管IDF=10mA，UDF≈2．5V，故Ra～g≥ Ω六、預設計總體電路圖根據各單元電路選取的集成電路和有關元器件選取情況，可以畫出預設計的總體電路圖。畫圖中一定要掌握所選集成電路的功能、各引腳排列情況以及各引出瑞連接方法。由于上面分析電路時給出的都是原理電路，許多控制端都沒有在圖中標出，畫總電路圖時，特別是畫連線圖一定要表示清楚，對于不用的引出端也要按集成電路的功能要求處理好。否則，在實驗中往往因此使電路出現故障。作為學習的一個練習，本題目的總體電路請讀者自行畫出