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普及型數(shù)字頻率計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2008/6/5 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):520

本文介紹一款測(cè)量精度高、價(jià)位低(僅100多元)的g2-1型數(shù)字頻率計(jì),它除了測(cè)量頻率之外,通過(guò)更換測(cè)量頭還可以測(cè)量溫度、濕度、壓力、液體流量、風(fēng)力、電壓、電流等模擬量。此外,它還有記數(shù)功能,在需要自動(dòng)控制的場(chǎng)合,通過(guò)事先預(yù)置數(shù)可實(shí)現(xiàn)控制功能。

工作原理

  普及型數(shù)字頻率計(jì)電路如附圖所示。它由放大整形電路、分頻器、量程轉(zhuǎn)換器、記數(shù)器、譯碼器、顯示器、秒信號(hào)發(fā)生器、電源等部分組成。
  c1、c2、c3、r1、r2、r3、r4、r5及集成電路ic1組成放大整形電路,把被測(cè)信號(hào)的波形(正弦波、三角波、畸形波……)統(tǒng)統(tǒng)變成方波脈沖。整形后的方波信號(hào)被送入由集成電路ic2、ic3、ic4組成的5級(jí)十分頻電路。頻率計(jì)量程可通過(guò)開(kāi)關(guān)k1變換分頻級(jí)數(shù)來(lái)改變。量程的第一擋為10hz~9.999khz、第二擋為10khz~99.99khz、第三擋為100khz~999.9khz、第四擋為1.000mhz~9.999mhz、第五擋為10mhz~99.99mhz、第六擋為100mhz~999.9mhz。分頻后的信號(hào)經(jīng)k1選擇后送入bcd碼計(jì)數(shù)器ic5的cp端({12}腳)進(jìn)行記數(shù)。ic5內(nèi)部有個(gè)位、十位、百位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,每一位都有一個(gè)四鎖存器,通過(guò)ic5的⑩腳le控制端對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行鎖存或傳輸:le為高電平時(shí)鎖存;le為低電平時(shí)傳送數(shù)據(jù)。

  該頻率計(jì)共有四位led顯示屏,其中低三位采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。ic5內(nèi)部有掃描振蕩器、掃描器和3路轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)并行輸出端q0(④腳)、q1端(⑦腳)、q2(⑥腳)、q3(⑤腳)受掃描器的控制,分時(shí)輸出個(gè)、十、百三位的并行數(shù)據(jù)。ic5的掃描輸出端②腳、①腳、{15}腳分別接數(shù)碼管個(gè)、十、百位的陰極開(kāi)關(guān)管(三極管vt3、vt2、vt1)的基極,使其周期性地輪流導(dǎo)通,使相應(yīng)的位顯示數(shù)據(jù)。每一位按50次/秒的轉(zhuǎn)換速度顯示,以消除閃爍現(xiàn)象。
  ic6是一塊bcd碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)集成電路,它的數(shù)碼輸入端⑦、①、②、⑥腳分別接ic5輸出端的④、⑦、⑥、⑤腳,譯碼后7個(gè)輸出端分別接led顯示屏的7個(gè)端子,三位數(shù)碼管的同名段連在一起,而陰極受掃描器控制,周期性輪流接地。
  為了實(shí)現(xiàn)四位顯示(而不是三位半),千位的數(shù)碼管由ic8單獨(dú)譯碼、驅(qū)動(dòng)。ic7是一片串入/并出的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,其輸出端與ic8的輸入端對(duì)應(yīng)。ic7輸入端②腳接ic5的溢出端{(lán)14}腳。當(dāng)電路計(jì)數(shù)值由999升到1000時(shí),個(gè)、十、百三位顯示為0,ic5的{14}腳輸出一個(gè)正脈沖,此脈沖做為千位的記數(shù)器ic7的cp輸入(②腳)。千位的譯碼器ic8的鎖存控制端⑤腳與ic5的鎖存控制端⑩腳連在一起接閘門(mén)脈沖發(fā)生器。
  頻率計(jì)采用的單位時(shí)間為1秒。由ic9、ic10、ic11、j1等組成的秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生秒信號(hào),秒信號(hào)的準(zhǔn)確度直接影響頻率計(jì)的精度。該頻率計(jì)采用石英晶體穩(wěn)頻,j1為32768hz的晶振,接于ic11的{11}、⑩腳產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。此頻率再經(jīng)ic11內(nèi)部的14級(jí)二分頻,得到2hz的的脈沖,從③腳輸出,再經(jīng)過(guò)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ic10二分頻得到1hz的秒信號(hào)。此秒信號(hào)脈沖經(jīng)ic9單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和反相器,使ic5鎖存控制端⑩腳適時(shí)地得到一個(gè)負(fù)脈沖和一個(gè)清零正脈沖,送到ic5的{13}腳及ic7的{15}腳,每秒鐘復(fù)位一次。
  r6~r12和r13~r19為顯示器的段電流限流電阻,一般取220~300ω。電源采用5w220v變雙10v變壓器,d1、d2接成全波整流電路,再經(jīng)ic12三端穩(wěn)壓器7805變成穩(wěn)壓的5v電源,供各集成電路及顯示器用。c11、c12為濾波電容。

調(diào)整及使用

  該頻率計(jì)裝配完之后,分別輸入100khz、1mhz、10mhz的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),微調(diào)c8,使顯示屏正好符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。
  使用時(shí),該頻率計(jì)輸入信號(hào)幅度為50mv~3v,如果被測(cè)信號(hào)電壓太高,需經(jīng)電阻分壓后再輸入。另外,如果被測(cè)信號(hào)波形失真太大,如多次諧波,經(jīng)放大整形后會(huì)顯示諧波頻率值;還有的信號(hào)是脈沖串(間歇脈沖組),這類(lèi)波形應(yīng)用同步示波器測(cè)量。當(dāng)信號(hào)頻率超過(guò)100mhz時(shí),引線要短,要使用75ω阻抗負(fù)載,vp-p應(yīng)≥75mv,否則易被干擾,讀數(shù)不準(zhǔn)。輸入信號(hào)幅度不應(yīng)大于5vp-p,以免損壞內(nèi)部電路。(國(guó)治)

 



本文介紹一款測(cè)量精度高、價(jià)位低(僅100多元)的g2-1型數(shù)字頻率計(jì),它除了測(cè)量頻率之外,通過(guò)更換測(cè)量頭還可以測(cè)量溫度、濕度、壓力、液體流量、風(fēng)力、電壓、電流等模擬量。此外,它還有記數(shù)功能,在需要自動(dòng)控制的場(chǎng)合,通過(guò)事先預(yù)置數(shù)可實(shí)現(xiàn)控制功能。

工作原理

  普及型數(shù)字頻率計(jì)電路如附圖所示。它由放大整形電路、分頻器、量程轉(zhuǎn)換器、記數(shù)器、譯碼器、顯示器、秒信號(hào)發(fā)生器、電源等部分組成。
  c1、c2、c3、r1、r2、r3、r4、r5及集成電路ic1組成放大整形電路,把被測(cè)信號(hào)的波形(正弦波、三角波、畸形波……)統(tǒng)統(tǒng)變成方波脈沖。整形后的方波信號(hào)被送入由集成電路ic2、ic3、ic4組成的5級(jí)十分頻電路。頻率計(jì)量程可通過(guò)開(kāi)關(guān)k1變換分頻級(jí)數(shù)來(lái)改變。量程的第一擋為10hz~9.999khz、第二擋為10khz~99.99khz、第三擋為100khz~999.9khz、第四擋為1.000mhz~9.999mhz、第五擋為10mhz~99.99mhz、第六擋為100mhz~999.9mhz。分頻后的信號(hào)經(jīng)k1選擇后送入bcd碼計(jì)數(shù)器ic5的cp端({12}腳)進(jìn)行記數(shù)。ic5內(nèi)部有個(gè)位、十位、百位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,每一位都有一個(gè)四鎖存器,通過(guò)ic5的⑩腳le控制端對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行鎖存或傳輸:le為高電平時(shí)鎖存;le為低電平時(shí)傳送數(shù)據(jù)。

  該頻率計(jì)共有四位led顯示屏,其中低三位采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。ic5內(nèi)部有掃描振蕩器、掃描器和3路轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)并行輸出端q0(④腳)、q1端(⑦腳)、q2(⑥腳)、q3(⑤腳)受掃描器的控制,分時(shí)輸出個(gè)、十、百三位的并行數(shù)據(jù)。ic5的掃描輸出端②腳、①腳、{15}腳分別接數(shù)碼管個(gè)、十、百位的陰極開(kāi)關(guān)管(三極管vt3、vt2、vt1)的基極,使其周期性地輪流導(dǎo)通,使相應(yīng)的位顯示數(shù)據(jù)。每一位按50次/秒的轉(zhuǎn)換速度顯示,以消除閃爍現(xiàn)象。
  ic6是一塊bcd碼鎖存/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)集成電路,它的數(shù)碼輸入端⑦、①、②、⑥腳分別接ic5輸出端的④、⑦、⑥、⑤腳,譯碼后7個(gè)輸出端分別接led顯示屏的7個(gè)端子,三位數(shù)碼管的同名段連在一起,而陰極受掃描器控制,周期性輪流接地。
  為了實(shí)現(xiàn)四位顯示(而不是三位半),千位的數(shù)碼管由ic8單獨(dú)譯碼、驅(qū)動(dòng)。ic7是一片串入/并出的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,其輸出端與ic8的輸入端對(duì)應(yīng)。ic7輸入端②腳接ic5的溢出端{(lán)14}腳。當(dāng)電路計(jì)數(shù)值由999升到1000時(shí),個(gè)、十、百三位顯示為0,ic5的{14}腳輸出一個(gè)正脈沖,此脈沖做為千位的記數(shù)器ic7的cp輸入(②腳)。千位的譯碼器ic8的鎖存控制端⑤腳與ic5的鎖存控制端⑩腳連在一起接閘門(mén)脈沖發(fā)生器。
  頻率計(jì)采用的單位時(shí)間為1秒。由ic9、ic10、ic11、j1等組成的秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生秒信號(hào),秒信號(hào)的準(zhǔn)確度直接影響頻率計(jì)的精度。該頻率計(jì)采用石英晶體穩(wěn)頻,j1為32768hz的晶振,接于ic11的{11}、⑩腳產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。此頻率再經(jīng)ic11內(nèi)部的14級(jí)二分頻,得到2hz的的脈沖,從③腳輸出,再經(jīng)過(guò)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器ic10二分頻得到1hz的秒信號(hào)。此秒信號(hào)脈沖經(jīng)ic9單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和反相器,使ic5鎖存控制端⑩腳適時(shí)地得到一個(gè)負(fù)脈沖和一個(gè)清零正脈沖,送到ic5的{13}腳及ic7的{15}腳,每秒鐘復(fù)位一次。
  r6~r12和r13~r19為顯示器的段電流限流電阻,一般取220~300ω。電源采用5w220v變雙10v變壓器,d1、d2接成全波整流電路,再經(jīng)ic12三端穩(wěn)壓器7805變成穩(wěn)壓的5v電源,供各集成電路及顯示器用。c11、c12為濾波電容。

調(diào)整及使用

  該頻率計(jì)裝配完之后,分別輸入100khz、1mhz、10mhz的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),微調(diào)c8,使顯示屏正好符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。
  使用時(shí),該頻率計(jì)輸入信號(hào)幅度為50mv~3v,如果被測(cè)信號(hào)電壓太高,需經(jīng)電阻分壓后再輸入。另外,如果被測(cè)信號(hào)波形失真太大,如多次諧波,經(jīng)放大整形后會(huì)顯示諧波頻率值;還有的信號(hào)是脈沖串(間歇脈沖組),這類(lèi)波形應(yīng)用同步示波器測(cè)量。當(dāng)信號(hào)頻率超過(guò)100mhz時(shí),引線要短,要使用75ω阻抗負(fù)載,vp-p應(yīng)≥75mv,否則易被干擾,讀數(shù)不準(zhǔn)。輸入信號(hào)幅度不應(yīng)大于5vp-p,以免損壞內(nèi)部電路。(國(guó)治)

 



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