中南大学

信息科学与工程学院

数字频率计 设计报告书

前 言

摘 要：在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参

量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种,其中数字计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。其原理为通过测量一定闸门时间内信号的脉冲个数。本文阐述了设计了一个简单的数字频率计的过程。

关键词：频率计，闸门，逻辑控制，计数-锁存

中南大学

目

第一章 设计目的

第二章 设计任务和设计要求

2.1 设计任务及基本要求

2.2.系统结构要求 第三章 系统概述

3.1概述

3.2设计原理及方案

第四章 单元电路设计及分析 4.1 时基电路

4.2逻辑控制电路 4.3计数电路 4.4锁存电路 4.5显示译码电路 4.6 闸门电路

录

中南大学

4.7 报警电路 第五章 安装与调试过程

5.1 电路的安装过程 5.2 电路的调试过程 5.3 出现的问题及解决办法 第六章 结果分析 第七章 收获与体会 第八章 元件清单 第十章 实现结果实物图 附录A 参考文献 附录B总体电路图

中南大学

第一章

设计目的：

1. 了解数字频率计测量频率与测量周期的基本原理； 2. 熟练掌握数字频率计的设计与调试方法及减小测量误差的方法。

3. 本设计与制作项目可以进一步加深我们对数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。

4. 针对电子线路课程要求，对我们进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养我们运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。

中南大学

第二章

设计任务及要求：

2.1设计任务及基本要求：

设计一简易数字频率计，其基本要求是： 1)测量频率范围0～999999Hz；

2)最大读数999999HZ,闸门信号的采样时间为1s；. 3)被测信号可以是正弦波、三角波和方波； 4)显示方式为6位十进制数显示； 5）具有超过量程报警功能。 5)输入信号最大幅值可扩展。 6）测量误差小于+-0.1%。

7)完成全部设计后，可使用EWB进行仿真，检测试验设计电路的正确性。

2.2.系统结构要求

数字频率计的整体结构要求如图所示。图中被测信号为外部信号，送入测量电路进行处理、测量。

中南大学

被 测 信 号 形 整 形

波 数 器

计 码 显 示 显 示 u 数 据 锁 存 器 示 译 码 器

数

控 振 荡 电 路 分 频 器 制 门

显

第三章3.1 概述：频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时 钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉 冲个数，此时我们称闸门时间

为 1 秒。闸门时间也可以大于或小于一 秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测 一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但 测得的频率精度就受影响。本文。数字频率计是用数字显示被测信号 频率的仪器， 被测信号可以是正弦波， 方波或其它周期性变化的信号。 电子系统非常广泛的应用领域内， 到处可见到处理离散信息的数 字电路。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空 间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。

中南大学

如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器

数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，已广泛地深入到各个应用领域。

3.2设计原理及方案

数字频率计是直接用十进制的数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率 ，而且还可以测量它们的周期。

所谓频率就是在单位时间（1s

）内周期信号的变化次数。若在一

定时间间隔T内测得周期信号的重复变化次数为N，则其频率为f=N/T，据此，设计方案框图如图1所示：

Fx

中南大学

图中脉冲形成的电路的作用是将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测信号的频率fＸ。，时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，若其周期为1s，则们控电路的输出信号持续时间亦准确的等于1s。闸门电路由标准秒信号进行控制当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数器译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，技计数器得的脉冲数N是在1秒时间内的累计数，所以被测频率fＸ= N Hz

同时由图可知数字频率计由八部分组成:时基电路，逻辑控制电路，闸门电路，整形电路，计数电路，锁存器，译码显示器和振荡 …… 此处隐藏：1851字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……