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简易数字频率计

直读法又称无源网络频率特性测量法；比较法是将被测频率信号与已知频率信号

相比较,通过观察比较结果,获得被测信号的频率；电容充放电式计数法是利用电

子电路控制电容器充放电的次数,再用电磁式仪表测量充放电电流的大小,从而测

出被测信号的频率值；电子计数法是根据频率定义进行测量的一种方法,它是用

电子计数器显示单位时间内通过被测信号的周期个数来实现频率的测量。利用电

子计数式测量频率具有精度高、测量范围宽、显示醒目直观、测量迅速,以及便

于实现测量过程自动化等一系列优点,因此下面将重点介绍电子计数式测量频率

的几种方法。

2.1.1、脉冲数定时测频法(M法):

此法是记录在确定时间Tc内待测信号的脉冲个数Mx,则待测频率为:Fx=Mx/

Tc，显然,时间Tc为准确值,测量的精度主要取决于计数Mx的误差。其特点在

于:测量方法简单；测量精度与待测信号频率和门控时间有关,当待测信号频率较

低时,误差较大。

2.1.2、脉冲周期测频法(T法):

此法是在待测信号的一个周期Tx内,记录标准频率信号变化次数Mo。这种方法

测出的频率是:Fx=Mo/Tx，此法的特点是低频检测时精度高,但当高频检测时误

差较大。

2.1.3、脉冲数倍频测频法(AM法):

此法是为克服M法在低频测量时精度不高的缺陷发展起来的。通过A倍频,把待

测信号频率放大A倍,以提高测量精度。其待测频率为:Fx=Mx/ATo

其特点是待测信号脉冲间隔减小,间隔误差降低;精度比M法高A倍,但控制电路

较复杂。

2.1.4、脉冲数分频测频法(AT法):

此法是为了提高T法高频测量时的精度形成的。由于T法测量时要求待测信号

的周期不能太短,所以可通过A分频使待测信号的周期扩大A倍,所测频率为:Fx

=AMo/Tx，其特点是高频测量精度比T法高A倍;但控制电路也较复杂。

2.1.5、脉冲平均周期测频法(M/T法):

此法是在闸门时间Tc内,同时用两个计数器分别记录待测信号的脉冲数Mx和标

准信号的脉冲数Mo。若标准信号的频率为Fo,则待测信号频率为:Fx

=FoMx/Mo，M/T法在测高频时精度较高;但在测低频时精度较低。

2.1.6、多周期同步测频法:

此法是由闸门时间Tc与同步门控时间Td共同控制计数器计数的一种测量方法,

待测信号频率与M/T法相同。此法的优点是,闸门时间与被测信号同步,消除了对

被测信号计数产生的±1个字误差,测量精度大大提高,且测量精度与待测信号

的频率无关,达到了在整个测量频段等精度测量。

2.1.7、单周期测量法

此法是由单片机测试两个下降沿的时间Tx，在又Fx=1/tx。适合测量低频信号，

在没倍频的情况下此法精度较高，但不可用于测试高频。

综上论述我们选取的方案如下：

1.1方案一：选用数字芯片，构造简单的频率计，输入可以先用三极管放大，再

用施密斯特触发器进行整形得到方波。可以用555单稳态定时1s，作为使

能端控制，用74hc192计脉冲个数（计上升沿或下降沿）。计脉冲的个数即

为信号的频率。再用个除法器求出周期。

方案论证：理论上完全行的通。该方案的特点是中小规模数字集成电路应用

技术成熟,能可靠地完成频率计的基本功能,最重要的是求周期只用除法，精

度不高，当频率小的时候，由于脉冲计数只能精确到个位，除法时周期偏差

非常大，完全达不到要求。而且由于计的数很大，普通的除法器根本无法形

成多位进行准确的除法，计的数为数字信号，虽然可以用单片机等进行编程

运算，但工程量大。实际上，而且精度不高，工程量大，要改善也比较麻烦。

不予采取。

1.2方案二：输入先经过放大整形，形成频率不变的方波。当频率大于等于1KHZ，

用单片机定时器定时1s，再用单片机的计数器对外部脉冲计数，由于频率

大于1KHZ,得到误差允许的频率。