頻率差法測(cè)量方法？一般來(lái)說(shuō)，頻率測(cè)量時(shí)的方法有：1，計(jì)頻法：說(shuō)白頻率，就是單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)周期變化的次數(shù)。如果不是以1s為單位，再測(cè)此時(shí)間區(qū)間內(nèi)的脈沖電流個(gè)數(shù)應(yīng)該是頻率。這樣的精度根本不高，要是把單位時(shí)

頻率差法測(cè)量方法？

一般來(lái)說(shuō)，頻率測(cè)量時(shí)的方法有：

1，計(jì)頻法：說(shuō)白頻率，就是單位時(shí)間內(nèi)信號(hào)周期變化的次數(shù)。如果不是以1s為單位，再測(cè)此時(shí)間區(qū)間內(nèi)的脈沖電流個(gè)數(shù)應(yīng)該是頻率。這樣的精度根本不高，要是把單位時(shí)間可以放大到10s、100s等，那樣的話精度會(huì)增強(qiáng)很多。

2，計(jì)時(shí)法：直接測(cè)量一個(gè)脈沖序列來(lái)的時(shí)間和結(jié)束后的時(shí)間，二者之差葉白信號(hào)周期，取其正數(shù)葉白頻率。不過(guò)如果不是待測(cè)頻率很高，脈沖波周期相當(dāng)短，這就沒(méi)有要求很高的計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量時(shí)這微小的時(shí)間差，所以我這種方法測(cè)量高頻來(lái)講難以柯西-黎曼方程精度要求。但準(zhǔn)確測(cè)量10個(gè)，100個(gè)……脈沖電流周期可能會(huì)很容易一些，計(jì)算精確一些。

單獨(dú)不使用某一種，雖然太低測(cè)量范圍，可以不提高精度，可是那就有了缺陷。如果不是可以使用混合方法來(lái)實(shí)現(xiàn)方法，也可以可以計(jì)算出高精度的頻率。

計(jì)頻法：可以設(shè)置時(shí)間閥值，對(duì)該時(shí)間內(nèi)再采集脈沖序列計(jì)數(shù)法，計(jì)數(shù)為N；計(jì)時(shí)法，精確計(jì)算測(cè)N個(gè)脈沖序列所用時(shí)間，計(jì)時(shí)為T。則計(jì)時(shí)器計(jì)頻來(lái)測(cè)頻率為FN/T.

簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)？

發(fā)起全部

簡(jiǎn)易頻率計(jì)

一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1．設(shè)計(jì)制作一個(gè)鐵架頻率測(cè)量電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼不顯示。

2．測(cè)量范圍：10Hz~99.99KHz

3．測(cè)量精度：10Hz。

4.輸入輸入信號(hào)幅值：20mV~5V。

5.沒(méi)顯示位LED數(shù)碼。

二、方案設(shè)計(jì)與論證

頻率計(jì)是用來(lái)測(cè)量正弦信號(hào)、平行四邊形信號(hào)、三角形信號(hào)等波形工作頻率的儀器，依據(jù)頻率的概念是單位時(shí)間里脈沖序列的個(gè)數(shù)，要測(cè)被測(cè)波形的頻率，則須測(cè)被測(cè)波形中1S里有多少個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所以才，如果沒(méi)有用一個(gè)設(shè)置定時(shí)時(shí)間1S完全控制一個(gè)閘門電路，在時(shí)間1S內(nèi)閘門然后打開(kāi)，讓被測(cè)信號(hào)實(shí)際而再次進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)譯碼器電路，即可換取被測(cè)信號(hào)的頻率fx。

任務(wù)具體的要求總結(jié)：

頻率計(jì)的測(cè)量范圍要求為10Hz~99.99KHz，且精度為10Hz，所以有用4片10進(jìn)制的計(jì)數(shù)器構(gòu)成1000進(jìn)制對(duì)輸入的被測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)參與數(shù)器；那些要求輸入信號(hào)的幅值為20mV~5V，所以我要在脈沖前沿與放大電路參與檢查被測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅值；導(dǎo)致被測(cè)的波形是各種有所不同的波，而后面的閘門或計(jì)數(shù)電路要求被測(cè)的信號(hào)需要是四邊形波，所以才還必須波形整形電路；頻率計(jì)的輸出會(huì)顯示要經(jīng)過(guò)鎖存器通過(guò)穩(wěn)定點(diǎn)再按照4位LED數(shù)碼管通過(guò)顯示。

經(jīng)過(guò)本案所涉分析，頻率計(jì)電路設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊如下圖：

方案一：

根據(jù)本案所涉分析，頻率計(jì)設(shè)置定時(shí)時(shí)間1s這個(gè)可以是從和電容、電阻構(gòu)成的產(chǎn)生1000Hz的脈沖，再進(jìn)行分頻成1Hz即周期為1s的脈沖，再按照把脈沖序列都正常高電平為1s；變小整形電路通過(guò)與非門、非門和二極管橫列；閘門電路用一個(gè)與門，只有一在每隔幾小時(shí)脈沖為高電平時(shí)鍵入信號(hào)才能通過(guò)與門進(jìn)入計(jì)數(shù)寄存器電路數(shù)器；定時(shí)計(jì)數(shù)電路也可以個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器橫列，計(jì)數(shù)器再將計(jì)的脈沖序列個(gè)數(shù)通過(guò)鎖存器通過(guò)穩(wěn)定啊到最后按照4個(gè)LED數(shù)碼顯像管不顯示進(jìn)去。

方案二：

頻率計(jì)每隔幾小時(shí)時(shí)間1s可以再是從和電容、電阻構(gòu)成的產(chǎn)生1Hz的脈沖，再通過(guò)把脈沖電流正常高電平為1s；變小整形電路這個(gè)可以真接用一個(gè)具高放大縮小功能的施密特觸發(fā)器對(duì)輸入輸入的信號(hào)通過(guò)整形變小，其他模塊的電路和方案一的是一樣的。

對(duì)兩種方案的分析，為了會(huì)減少總的電路的延遲大時(shí)間，提高測(cè)量精確度，因?yàn)檫x擇類型元件少的第二種方案。

三、單元與參數(shù)換算

：

用555_VIRTUAL定時(shí)器和電容、電阻分成有一種1Hz的脈沖波，根據(jù)書(shū)中的振蕩周期：T（R1 R2）C*ln2取C10uF，R12KΩ，T1s，算出得：R270.43KΩ，再是從T_FF把脈沖波都正常高電平為1s的脈沖，元件的連接萬(wàn)分感謝：

經(jīng)示波器仿真，出現(xiàn)的脈沖的高電平約為1S。

變小整形電路：

用一個(gè)74HC14D_4V的含放大縮小功能的施密特觸發(fā)器對(duì)然后輸入脈沖通過(guò)放大整形，把再輸入信號(hào)放大整形成4V的正方形脈沖，其放大縮小整形效果如下圖：

閘門電路：

用一個(gè)與門74LS08以及脈沖可不可以的閘門，當(dāng)設(shè)置定時(shí)信號(hào)Q為高電平時(shí)，閘門然后打開(kāi)，鍵入信號(hào)剛剛進(jìn)入計(jì)數(shù)寄存器電路進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)，否則，其又不能通過(guò)閘門。

計(jì)數(shù)電路：

計(jì)數(shù)電路用5（4）片74192N計(jì)數(shù)器組成100000（10000）進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路，74192N是迅速下降沿比較有效的，來(lái)一個(gè)脈沖電流向上升沿，電路記一次數(shù)，所以數(shù)器的范圍為0~99999（5000）。但計(jì)數(shù)法1S后要對(duì)計(jì)數(shù)器并且清零或置零，在這里用清零端，高電平最有效，當(dāng)數(shù)器1S后，Q為低電平，Q'為高電平，因此用Q'以及清零信號(hào)，接線圖追加：

鎖存沒(méi)顯示電路：

當(dāng)計(jì)數(shù)法電路數(shù)器已經(jīng)結(jié)束時(shí)，要把計(jì)得驅(qū)動(dòng)信號(hào)數(shù)鎖存是從數(shù)碼會(huì)顯示管穩(wěn)定沒(méi)顯示不出來(lái)。鎖存器用2片74ls273，時(shí)鐘都是猛升沿管用，當(dāng)Q為逐漸下降沿時(shí)，Q'恰巧是緩慢上升沿，所以用Q'以及鎖存器的時(shí)鐘，恰能在計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)把脈沖電流數(shù)鎖存會(huì)顯示，電路的接線圖追加：

四、總電路工作原理及元器件清單

1．總原理圖

2．電路完整工作過(guò)程詳細(xì)解釋（總體工作原理）

555橫列的多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的脈沖，經(jīng)由T觸發(fā)器整形成高電平時(shí)間為1S的脈沖，高電平脈沖然后打開(kāi)閘門74LS08N，讓經(jīng)施密特觸發(fā)器74HC14D放大縮小整形的被測(cè)脈沖是從，進(jìn)入計(jì)數(shù)器進(jìn)行1S的計(jì)數(shù)法。當(dāng)計(jì)數(shù)都結(jié)束了時(shí)，T觸發(fā)器的Q為逐漸下降沿，Q'還好為迅速下降沿，觸發(fā)時(shí)鎖存器工作，讓計(jì)數(shù)器輸出的信號(hào)按照鎖存器鎖存會(huì)顯示，同時(shí)，高電平的Q'信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)寄存器電路進(jìn)行清零，其后，電路將循環(huán)本案所涉過(guò)程，但對(duì)于同一個(gè)被測(cè)信號(hào)，在誤差的容許范圍內(nèi)，LED上所不顯示的數(shù)字是穩(wěn)定的。

3．元件清單

元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注

1741925加法計(jì)數(shù)器

274LS2732鎖存器

3DCD_HEX4LED顯示器

4555_VIRTUAL1定時(shí)器

5T_FF1T觸發(fā)器

6CAPACITOR_RATED電容10Uf、額定電壓50V1電容

7CAPACITOR_RATED電容10Nf、額定電壓10V1電容

8RES阻值2KΩ1

9RES阻值1

1074LS081雙輸入與門

1174HC14D_4V1施密特觸發(fā)器，放大電壓4V

12AC_VOLTAGE1可調(diào)的正弦脈沖信號(hào)

五、仿真的調(diào)試與分析

把各個(gè)模塊兩種站了起來(lái)后，接受仿真調(diào)試以提升任務(wù)要求。

①在信號(hào)鍵入端輸入輸入10Hz的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，仿真，最終萬(wàn)分感謝：

那說(shuō)明仿真的結(jié)果準(zhǔn)

②在信號(hào)輸入端再輸入300Hz的交流脈沖，仿真，結(jié)果萬(wàn)分感謝：

設(shè)計(jì)模擬結(jié)果清楚

③在信號(hào)鍵入端鍵入3KHz正弦波脈沖序列，仿真，可是追加：

④鍵入20KHz的正弦脈沖，仿真，結(jié)果萬(wàn)分感謝：

仿真的最終結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果超過(guò)20Hz，這只能證明頻率越高，誤差越大。經(jīng)分析，這是導(dǎo)致各個(gè)元器件存在地著服務(wù)器延遲時(shí)間，1S的脈沖，經(jīng)由各個(gè)元器件的延遲大，定時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)間會(huì)大于11s，頻率越高，誤差越大，所以我計(jì)數(shù)寄存器的時(shí)間要稍微小于等于1S，調(diào)小時(shí)基電路的R3為70.23KΩ，仿真，結(jié)果追加：

我還是必然誤差，經(jīng)三次適當(dāng)調(diào)節(jié)R3仿真，之后判斷R3為70.06KΩ時(shí)是對(duì)各個(gè)頻率的測(cè)試都比較詳細(xì)，20KHz時(shí)仿真結(jié)果追加：

因?yàn)镽3為70.06KΩ是測(cè)得的各個(gè)頻率值都比較好確切，且電路設(shè)計(jì)都符合國(guó)家規(guī)定測(cè)任務(wù)要求。

六、結(jié)論與心得

在這次設(shè)計(jì)題目的過(guò)程中，我好東西不少。必須，我學(xué)會(huì)什么了把一個(gè)電路四等份模塊去設(shè)計(jì)，最后再整合，那樣可以不把一個(gè)緊張的電路簡(jiǎn)單的化了，因此那樣的話更方便與調(diào)試與直接修改；如果你是，設(shè)計(jì)助于了我去沒(méi)基礎(chǔ)一些元器件的功能，去形象的修辭它；再度，我也進(jìn)一步會(huì)用multisim軟件設(shè)計(jì)電路；后來(lái)，接下來(lái)課程設(shè)計(jì)也增強(qiáng)了我查找問(wèn)題根源、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，還鍛練了我的耐性。

在剛才課程設(shè)計(jì)中也遇見(jiàn)了很多問(wèn)題，首先，是對(duì)元器件了解不多，相對(duì)于要實(shí)現(xiàn)某種功能可不知道用那一種元件，所以問(wèn)同學(xué)，電腦上網(wǎng)收索，再打聽(tīng)一下這種元件的邏輯功能，學(xué)會(huì)什么去用它；或者，不太大會(huì)用電路設(shè)計(jì)軟件，一開(kāi)始用EWB軟件設(shè)計(jì)，對(duì)模塊仿真是可以，但統(tǒng)一整合整個(gè)原理圖仿真卻不行的話，按照示波器觀察輸出波形發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)走了一小段卻停止下來(lái)了，以為是是電路有問(wèn)題，就中搜索了很多遍才找到問(wèn)題的根源，原來(lái)是在那個(gè)軟件仿真時(shí)是不容許未知兩個(gè)信號(hào)，因?yàn)榛謴?fù)用multisim設(shè)計(jì)，才也可以；后來(lái)，在用multisim仿真高頻率時(shí)仿真速度極慢，因?yàn)闆Q定了軟件的仿真大的步長(zhǎng)，但問(wèn)題又出現(xiàn)了，信號(hào)紊亂，數(shù)碼管沒(méi)顯示數(shù)字不一，后再就推測(cè)會(huì)不會(huì)是元件的問(wèn)題，太高頻率元件來(lái)得及反應(yīng)就輸出來(lái)結(jié)果，但無(wú)線上網(wǎng)尋找答案，原來(lái)是是軟件的仿真步長(zhǎng)會(huì)會(huì)影響仿真的精確度，因此，某一范圍的頻率仿真，要用相對(duì)應(yīng)的的最仿真步長(zhǎng)。

這個(gè)題目的設(shè)計(jì)花了自己不少心血，有時(shí)侯甚至連一整晚在弄，不過(guò)當(dāng)自己最終地怎么設(shè)計(jì)出電路時(shí)所完成任務(wù)的那一份成就感是難以思想感情的，因此整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程飽含著苦惱與樂(lè)趣。

七、參考文獻(xiàn)

《數(shù)字電子技術(shù)基本教程》閻石《數(shù)字電子技術(shù)基本教程》第一版，清華大學(xué)出版社，2007.08