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频率计的设计报告

简易频率计设计报告

目录

一．设计目的…………………1

二．设计任务和要求…………1

三．设计的方案的选择和论证………………2

四．电路设计计算与分析……6

五．总结与心得………………11

六．附录………12

七．参考文献…………………13

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频率计的设计报告

一．设计的目的

（1）了解数字频率计的构成，并组成一个简单的数字频率计。

（2）理解几种常用芯片的工作原理和应用方法。

（3）会运用电子技术课程的理论知识，独立完成课题

（4）通过查阅手册和文献资料，培养独立分析和解决问题的

能力，

培养严肃工作作风和科学态度。

二．设计任务及要求

要求设计一个建议的数字频率计，测量给定信号的频率，并

用十进制数显示，

具体指标为：

频率测量范围1HZ~9999HZ

输入电压幅度300mv~3v

输入信号波形任意周期信号

显示位数4位

1

频率计的设计报告

三．设计的方案的选择与论证

1数字频率计原理简介

图一数字频率计的原理框图

该数字频率计可以测量1HZ~9999HZ的信号频率，并在四位

数码管上显示。该系统包括标准时钟发生器、放大整形电路、逻

辑控制电路、计数器、锁存器及译码电路六个模块。当系统正常

工作时，被测信号经过放大整形之后变成计数器所要求的脉冲信

号1。标准时间基准信号2由时基电路提供，其高电平持续时间

为1S,当1秒信号来到时，闸门开通，被测信号通过闸门，计数

器对1s时间中的脉冲计数，直到1s信号结束时闸门关闭，停止

计数，逻辑控制电路产生锁存信号和清零信号，锁存信号6使显

示器上的数字稳定，清零信号5使计数器从零开始计数。若在闸

门时间1s内计数器得到的脉冲个数为N，则被测信号频率为N

（HZ）。各信号的时序图如图2所示

2

频率计的设计报告

图2波形关系

2放大整形电路的选择

对信号的放大功能由三极管放大电路实现，对信号整形的功

能由施密特触发器来实现。是密特触发器是一种特殊的数字器件，

一般的数字器件当输入起过一定的阈值，其输出一种状态，当输

入小于这个阈值时，转变为另一个状态，而施密特触发器不是单

一的阈值，而是两个阈值，一个是高电平的阈值，输入从低电平

向高电平变化时，仅当大于这个阈值时才为高电平，而从高电平

向低电平变化时即使小于这个阈值，其仍看成为高电平;低电平阈

值具有相同的特点。

方案一：放大整形电路由三极管和与非门组成。三极管构成

的放大器将输入的周期信号如正弦波、三角波、等进行放大。将

电源电压设为5V，当输入信号幅值比较大时会出现线性失真，将

放大后的波形幅度控制在5V以内。与非门构成施密特触发器对

放大器的输出信号进行整形，使之成为矩形脉冲。电路图如图3

所示

3

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图3放大整形电路

方案二：放大部分同方案一，整形部分是由555构成的施密特整

形电路。电路图如图4所示

图4555构成的密特触发器

方案对比：555定时器的灵敏度较高，输出驱动电路大，但考虑

到涉及的是简易频率计