数字电子技术数字频率计设计

数字电子技术数字频率计设计内容摘要：

（ 12） 辽宁工程技术大学电子技术课程设计 7 本文设计的数字频率计由四个基本单元组成：放大整形电路、石英晶体振荡器和分频器、控制电路和译码显示。 由石英晶体和分频器产生固定频率的方波脉冲信号作为控制电路的门控信号。 被测信号经过放大整形电路后变成序列脉冲送到控制电路，它和标准的脉冲信号共同控制控制电路的工作。 只有被测信号与标准信号同时为高电平时，与非门控制电路才能输出高电平，这时计数器才能开始计数，一直到两信号回到低电平。 此时，译码显示器的读数为被测信号的频率。 2 数字频率计的电路设计 放大整形电路 放大整形系统包括放大器、施密特触发器。 它将正弦波输入信号整形为同方波，测试信号通过开关选择输入放大倍数，放大器由同向比例放大器 U U3 构成，以 免波形失真。 由运算放大器构成的同向比例放大器起阻抗变换作用，使输入阻抗提高。 系统的整形电路由施密特触发器 U4A、 U4B 组成，整形后的方波送到控制门以便计数。 电路原理如图 21 所示： :数字频率计 8 C21 0 u F R51 0 0 k O h m U1R61 M O h m R72 M O h m R81 0 0 k O h m U3R91 M O h m R102 M O h m R111 0 k O h m R125 1 0 k O h m R135 1 0 k O h m U4A4 0 1 0 6 B D _ 5 VU4B4 0 1 0 6 B D _ 5 VR145 1 0 k O h m R155 1 0 k O h m C44 . 7 u F C51 0 u F 输入电源5v方波输出 图 21 石英晶体振荡器和分频器 石英晶体振荡器的振荡频率为 4MHz,经过 14 级二进制 分频器 CD4060、双十进制分频器CD4518 和八进制分频器 CD4022，输出频率的周期范围从 1us10s。 根据被测信号频率的大小，通过闸门时基选择开关选择时基。 时基信号经过门控制电路得到方波，其正脉宽时间控制控制门的开放时间。 电路原理如图 22所示 辽宁工程技术大学电子技术课程设计 9 R2 1 0 k O h m R14 7 0 k O h m R31 0 M O h m C1K e y = A 5 p F 50%C31 5 p F VDDCINC O U TRSTQ14VSSCP Q1R VSSVDD CPEENVSS RY1Y0CP VDDU5C R Y S T A L _ V I R T U A LC D 4 0 6 0C D 4 5 1 8C D 4 0 2 2电源5v 图 22 计数、 译码显示系统 本系统由五片七段显示十进制计数器 HCP4026 组成。 HCP4026 不仅受输入信号的控制，而且受分频输出信号的控制，只有两者同时高电平时，五个计数器才开始工作，进行频率计数。 控制电路 控制电路由与门组成。 控制门是否开通受分频输出信号的控制 ，当输出信号为高电平“ 1”时，控制门开启；而输出信号为低电平“ 0”时，控制门关闭。 显然，只有在控制门开启的时间内，被测信号才能进入计 数器，计数器计数时间就是控制门开启时间。 可见，控制信号宽度一定时，分频的输出值正比于被测信号的频率，通过计数显示系统把输出结果显示出就可以得到被测信号的频率。 控制。