数字频率计的课程设计样本.doc

引言近年来，在电子技术中,频率是最基本参数之一,并且与许多电参量测量方案、测量成果均有十分密切关系,因而频率测量就显得更为重要.在电子系统非常广泛应用领域内，处处可见到解决离散信息数字电路。供消费用微波炉和电视、先进工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。数字电路制造工业进步，使得系统设计人员能在更小空间内实现更多功能，从而提高系统可靠性和速度。数字集成电路具备构造简朴（如其中晶体管是工作于饱和与截止2种状态，普通不设偏置电流）和同类型电路单元多（如一种计数系统需要诸多同类型触发器和门电路）特点，因而容易是高集成度和归一化。由于数字集成电路与电子计算机发展紧密有关，因而发展不久，当前已是集成电路中产量最高、集成度最大一种器件。集成电路类型诸多，从大方面可分为模仿和数字集成电路两大类。虽然它们都可模仿详细物理过程，但其工作方式有着很大不同。甚至也许完全不同。电路中工作信号普通是用电脉冲表达数字信号。这种工作方式信号，可以表达2种截然不同现象。如以有脉冲表达“1”，无脉冲便表达“0”；以“1”表达“真”，则“0”便表达“假”，等等。反之亦然。这就是“数字信号”含义。因此，“数字量”不是持续变化量，其大小往往并不变化，但在时间分布上却有着严格规定，这是数字电路一种特点。数字式频率计基于时间或频率A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来一种新型数字测量仪器。由于数字电路飞速发展，因此，数字频率计发展也不久。普通能对频率和时间两种以上功能数字化测量仪器，称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)。在电子测量技术中，频率是一种最基本参量，对适应晶体振荡器、各种信号发生器、倍频和分频电路输出信号频率测量，广播、电视、电讯、微电子技术等当代科学领域。因而，数字频率计是一种应用很广泛仪器。概述1.1数字频率计概述数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率数字测量仪器。它基本功能是测量正弦信号，方波信号及其她各种单位时间内变化物理量。在进行模仿、数字电路设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精准度高，显示直观，经常要用到频率计。1.2数字频率计基本原理频率计基本原理是用一种频率稳定度高频率源作为基准时钟，对比测量其她信号频率。普通状况下计算每秒内待测信号脉冲个数，此时咱们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以不不大于或不大于一秒。闸门时间越长，得到频率值就越精确，但闸门时间越长则没测一次频率间隔就越长。闸门时间越短，测频率值刷新就越快，但测得频率精度就受影响。数字频率计是用数字显示被测信号频率仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其他周期性变化信号。如配以恰当传感器，可以对各种物理量进行测试，例如机械振动频率，转速，声音频率以及产品计件等等。因而，数字频率计是一种应用很广泛仪器电子系统非常广泛应用领域内，处处可见到解决离散信息数字电路。数字电路制造工业进步，使得系统设计人员能在更小空间内实现更多功能，从而提高系统可靠性和速度。数字频率计原理电路设计基本设计原理与方案2.1.1数字频率计基本设计原理基本设计原理是直接用十进制数字显示被测信号频率一种测量装置。它以测量周期办法对正弦波、方波、三角波频率进行自动测量。所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间（1s）内变化次数。若在一定期间间隔T内测得这个周期性信号重复变化次数N，则其频率可表达为f=N/T。其中脉冲形成电路作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率fx。时间基准信号发生器提供原则时间脉冲信号，若其周期为1s，则门控电路输出信号持续时间亦精确地等于1s。闸门电路由原则秒信号进行控制，当秒信号来届时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。由于计数器计得脉冲数N是在1秒时间内合计数，因此被测频率fx=NHz。2.1.2数字频率计整体电路设计方案数字频率计重要由4个基本单元构成：可控制计数锁存、译码显示系统、石英晶体振荡器及多级分频系统、带衰减器放大整形系统和闸门电路。该原理电路咱们将设计4个基本单元电路，而后运用四个基本单元电路绘制整机框图，画出总电路图，并且对电路图进行原理分析，运用Multisim、Protel软件进行绘制原理图和仿真模仿实验现象，记录调试分析成果。2.2单元电路设计和元器件选取数字频率计原理框图如图11-1-1所示。她重要由5个模块构成，分别是：脉冲发生器电路、测频控制信号发生器电路、计数模块电路、锁存器、译码驱动电路。当系统正常工作时，脉冲发生器提供1Hz输入信号，通过测频控制信号发生器进行信号变换，产生计数信号，被测信号通过信号整形电路产生同频率矩形波，送入计数模块，计数模块对输