⑴ 测电路幅频特性有那两种方法
逐点分析法和图示法。
逐点分析法:在输入端输入不同频率的等幅信号,然后逐一测出输出信号,根据各测量点的值连成曲线。
图示法:利用扫频仪产生等幅的连续频率的信号,通过放大器件后,在屏幕上显示一条连续的输出特性曲线。
⑵ 跪求:《数字频率计的设计》 原理,方框图,电路图!
4.2.3简易数字频率计电路设计
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。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。
一、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。
二、设计任务与要求
要求设计一个简易的数字频率计,测量给定信号的频率,并用十进制数字显示,具体指标为:
1.测量范围:1HZ—9.999KHZ,闸门时间1s;
10 HZ—99.99KHZ,闸门时间0.1s;
100 HZ—999.9KHZ,闸门时间10ms;
1 KHZ—9999KHZ,闸门时间1ms;
2.显示方式:四位十进制数
3. 当被测信号的频率超出测量范围时,报警.
三、数字频率计基本原理及电路设计
所谓频率,就是周期性信号在单位时间 (1s) 内变化的次数.若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变化次数为N,则其频率可表示为 fx=N/T 。因此,可以将信号放大整形后由计数器累计单位时间内的信号个数,然后经译码、显示输出测量结果,这是所谓的测频法。可见数字频率计主要由放大整形电路、闸门电路、计数器电路、锁存器、时基电路、逻辑控制、译码显示电路几部分组成,总体结构如图4-2-6:
图4-2-6数字频率计原理图
从原理图可知,被测信号Vx经放大整形电路变成计数器所要求的脉冲信号Ⅰ,其频率与被测信号的频率fx相同。时基电路提供标准时间基准信号Ⅱ,具有固定宽度T的方波时基信号II作为闸门的一个输入端,控制闸门的开放时间,被测信号I从闸门另一端输入,被测信号频率为fx,闸门宽度T,若在闸门时间内计数器计得的脉冲个数为N,则被测信号频率fx=N/THz。可见,闸门时间T决定量程,通过闸门时基选择开关选择,选择T大一些,测量准确度就高一些,T小一些,则测量准确度就低.根据被测频率选择闸门时间来控制量程.在整个电路中,时基电路是关键,闸门信号脉冲宽度是否精确直接决定了测量结果是否精确.逻辑控制电路的作用有两个:一是产生锁存脉冲Ⅳ,使显示器上的数字稳定;二是产生清“0”脉冲Ⅴ,使计数器每次测量从零开始计数。
1.放大整形电路
放大整形电路可以采用晶体管 3DGl00和74LS00,其中3DGl00组成放大器将输入频率为fx的周期信号如正弦波、三角波等进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器,它对放大器的输出信号进行整形,使之成为矩形脉冲。
2.时基电路
时基电路的作用是产生标准的时间信号,可以由555组成的振荡器产生,若时间精度要求较高时,可采用晶体振荡器。由555定时器构成的时基电路包括脉冲产生电路和分频电路两部分。
(1)555多谐振荡电路产生时基脉冲
采用555产生1000HZ振荡脉冲的参考电路如图4-2-7所示。电阻参数可以由振荡频率计算公式f=1.43/((R1+2R2)*C)求得。
(2) 分频电路
由于本设计中需要1s、0.1s、10ms、1ms四个闸门时间,555振荡器产生1000HZ,周期为1ms的脉冲信号,需经分频才能得到其他三个周期的闸门信号,可采用74LS90分别经过一级、二级、三级10分频得到。
图4-2-7 555多谐振荡电路
3. 逻辑控制电路
在时基信号II结束时产生的负跳变用来产生锁存信号Ⅳ,锁存信号Ⅳ的负跳变又用来产生清“0”信号V。脉冲信号Ⅳ和V可由两个单稳态触发器74LSl23产生,它们的脉冲宽度由电路的时间常数决定。触发脉冲从B端输入时,在触发脉冲的负跳变作用下,输出端Q可获得一正脉冲, Q非端可获得一负脉冲,其波形关系正好满足Ⅳ和V的要求。手动复位开关S按下时,计数器清“ 0 ”。参考电路如图4-2-8
图4-2-8数字频率计逻辑控制电路
4.锁存器
锁存器的作用是将计数器在闸门时间结束时所计得的数进行锁存,使显示器上能稳定地显示此时计数器的值.闸门时间结束时,逻辑控制电路发出锁存信号Ⅳ,将此时计数器的值送译码显示器。选用8D锁存器74LS273可以完成上述功能.当时钟脉冲CP的正跳变来到时,锁存器的输出等于输入,即Q=D。从而将计数器的输出值送到锁存器的输出端。正脉冲结束后,无论D为何值,输出端Q的状态仍保持原来的状态Qn 不变.所以在计数期间内,计数器的输出不会送到译码显示器.
5.报警电路
本设计要求用4位数字显示,最高显示为9999。超过9999就要求报警,即当千位达到9(即1001)时,如果百位上再来一个时钟脉冲(即进位脉冲),就可以利用此来控制蜂鸣器报警。电路如图4-2-9:
图4-2-9 数字频率计报警电路
四、调试要点
1.通电准备
打开电源之前,先按照系统原理图检查制作好的电路板的通断情况,并取下电路板上的集成块,然后接通电源,用万用表检查板上的各点电源电压值,之后再关掉电源,插上集成块。
2.单元电路检测
接通电源后,用双踪示波器 ( 输人耦合方式置 DC 档 ) 观察时基电路的输出波形,看其是否满足设计要求,若不符合,则调整R1和R2。然后改变示波器的扫描速率旋钮,观察 74LSl23 的第13 脚和第10 脚的波形是否为锁存脉冲Ⅳ和清零脉冲 V 的波形。
将 4 片计数器 74LS90 的第 2 脚全部接低电平,锁存器 74LS273 的第 11 脚都接时钟脉冲,在个位计数器的第 14 脚加入计数脉冲,检查 4 位锁存、译码、显示器的工作是否正常。
3.系统连调
在放大电路输入端加入Vpp=1v ,f=1kHz 的正弦信号,用示波器观察放大电路和整形电路的输出波形,应为与被测信号同频率的脉冲波,显示器上的读数应为1000Hz 。
五、总结报告
1.总结数字频率计设计、安装与调试过程。
2.分析安装与调试中发现的问题及故障排除的方法。
3.分析减小测量误差的方法。
⑶ 调频式测量电路
电容传感器的基本测量电路有很多,比如电桥电路、运算放大器电路等,调频电路回的测量原理应答该是:当电容改变时电容c与电感l并联所产生的振荡频率即发生变化,此变化经振荡器后产生变化的震荡电压δu及变化的震荡频率δf,再经限幅放大器过滤掉电压,输出变化的频率δf,最后经鉴频器输出相应的变化电压值δu。
⑷ 我想弄个测频率的电路 原理:是利用谐振法来测频率 测频范围是(1HZ——10MHZ)要个电路图
你怎么发此奇想呢来,要知道用谐源振法来测频率是一个很老的办法,线路麻烦,精度低。
再说你要测频率1HZ—10MHZ,
这只靠一个简单线路是无法完成任务的,只能用分波段的办法。
如果你只不过是想学一下原理,那就来个纸上谈兵,找点资料看看就算了。
想要实践一下,也就选定一个波段,做个能在小范围内测试的就行了。
现代测频有很多先进方,有文章介绍,有成熟的线路,还有专用集成电路,
需要时到网上搜,很多!
⑸ 怎么使用单片机的定时计数器,实现最简单的对外部信号进行测频,试画出电路图并
CPU时序的有关知识
振荡周期:为单片机提供定时信号的振荡源的周期(晶振周期或外加振荡周期)
状态周期:2个振荡周期为1个状态周期,用S表示。振荡周期又称S周期或时钟周期。
机器周期:1个机器周期含6个状态周期,12个振荡周期。
指令周期:完成1条指令所占用的全部时间,它以机器周期为单位。
例如:外接晶振为12MHz时,51单片机相关周期的具体值为:
振荡周期=1/12us;
状态周期=1/6us;
机器周期=1us;
指令周期=1~4us;
在学习定时器之前需要明白的
51单片机有两组定时器/计数器,因为既可以定时,又可以计数,故称之为定时器/计数器。
定时器/计数器和单片机的CPU是相互独立的。
定时器/计数器工作的过程是自动完成的,不需要CPU的参与。
51单片机中的定时器/计数器是根据机器内部的时钟或者是外部的脉冲信号对寄存器中的数据加1。
有了定时器/计数器之后,可以增加单片机的效率,一些简单的重复加1的工作可以交给定时器/计数器处理。CPU转而处理一些复杂的事情。同时可以实现精确定时作用。
定时/计数器的工作原理
定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1,也就是每来一个脉冲,计数器就自动加1,,当加到计数器为全1时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使相应的中断标志位置1,向CPU发出中断请求(定时/计数器中断允许时)。如果定时/计数器工作于定时模式,则表示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。
可见,由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。
51单片机定时器结构
定时/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄存器THx和TLx组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。
定时/计数器的控制
51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式;TCON用于控制其启动和中断申请。
1、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式,低四位用于T0,高四位用于T1。其格式如下:
GATE是门控位, GATE=0时,用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1,就可以启动定时/计数器工作;
GATA=1时,要用软件使TR0或TR1为1,同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时,才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件,加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。
C/T :定时/计数模式选择位。C/T =0为定时模式;C/T =1为计数模式。
M1M0:工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。
2、控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控
制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下:
TF1(TCON.7):T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时,CPU可随时查询TF1的状态。所以,TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0,同硬件置1或清0的效果一样。
TR1(TCON.6):T1运行控制位。TR1置1时,T1开始工作;TR1置0时,T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以,用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
TF0(TCON.5):T0溢出中断请求标志位,其功能与TF1类同。
TR0(TCON.4):T0运行控制位,其功能与TR1类同。
定时/计数器的工作方式
1、方式0
方式0为13位计数,由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位,TH0溢出时,置位TCON中的TF0标志,向CPU发出中断请求。
定时器模式时有:N=t/ Tcy
计数初值计算的公式为:X=2^13-N。
定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。
计数模式时,计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。
门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时,经反相后使或门输出为1,此时仅由TR0控制与门的开启,与门输出1时,控制开关接通,计数开始;当GATE=1时,由外中断引脚信号控制或门的输出,此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR0=1时,外中断引脚信号引脚的高电平启动计数,外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。
2、方式1
方式1的计数位数是16位,由TL0作为低8位,TH0
作为高8位,组成了16位加1计数器 。
计数个数与计数初值的关系为:X=2^16-N
3、方式2
方式2为自动重装初值的8位计数方式。
计数个数与计数初值的关系为:X=2^8-N
工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
4、方式3
方式3只适用于定时/计数器T0,定时器T1处于方式3时相当于TR1=0,停止计数。
工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。
使用定时器,该做哪些工作
初始化程序应完成如下工作:
1.对TMOD赋值,以确定T0和T1的工作方式。
2.计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。
3.中断方式时,则对EA赋值,开放定时器中断。
4.使TR0或TR1置位,启动定时/计数器定时或计数。
计数器初值的计算:
机器周期也就是CPU完成一个基本操作所需要的时间。
机器周期=1/单片机的时钟频率。
51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频。也就是说当外部晶振的频率输入到单片机里面的时候要进行12分频。比如说你用的是12MHZ的晶振,那么单片机内部的时钟频率就是12/12MHZ,当你使用12MHZ的外部晶振的时候。机器周期=1/1M=1us。
而我们定时1ms的初值是多少呢,1ms/1us=1000。也就是要计数1000个数,初值=65535-1000+1(因为实际上计数器计数到64536才溢出)=64536=FC18H
定时器中断
使用定时器,该做哪些工作
初始化程序应完成如下工作:
对TMOD赋值,以确定T0和T1的工作方式。
计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。
中断方式时,则对EA赋值,开放定时器中断。
使TR0或TR1置位,启动定时/计数器定时或计数。
⑹ 求简单频率测量电路
晶振频率测试电路超简单(转帖)大家知道用石英晶体制成的振荡器其频率稳定性很高,然而如内何确定晶容体的频率或判断晶体是否合格、或从众多的晶体中挑选晶体已知频率是否合乎标称值等等确是一个难题。这里介绍一种校准石英晶体频率的方法,其校频电路简单适用,无论用来挑选晶体或检查晶体的好坏、或校频等均可使用。该校频电路由集成块CD4069组成,见下图。使用时首先校准测试电路,先将频率计接于4脚,将一枚标准晶体接于A、B两点间,再调节微调C1和C2直到频率计读数为标准晶体的频率值,此时测试电路校准完毕。然后从A、B两点取下标准晶体,接上待测晶体,此时频率计显示数即为待测晶体的标准频率值。若频率计显示为零,说明晶体是坏的;若频率计显示不稳定,说明待测晶体为不合格品。此种方法已被厂家用于检测晶体之用。