第6章_电子计数器.ppt

内时钟（T） 计数器的使用：/v_show/id_XNDE3NTQ5MzI0.html * 6.4 电子计数器的组成原理和测量功能 6.4.1 电子计数器的组成 1）A、B输入通道 2）主门电路 3）计数与显示电路 4）时基产生电路 5）控制电路 6.4.2 电子计数器的测量功能 1）频率测量 2）频率比测量 3）周期测量 4）时间间隔测量 5）自检 6.4.1 电子计数器的组成 1）A、B输入通道 ◆作用：它们主要由放大/衰减、滤波、整形、触发（包括出发电平调节）等单元电路构成。其作用是对输入信号处理以产生符合计数要求（波形、幅度）的脉冲信号。 通过预定标器（外插件）还可扩展频率测量范围。 ◆斯密特触发电路：利用斯密特触发器的回差特性，对输入信号具有较好的抗干扰作用。 通道组合可完成不同的测量功能： 被计数的信号（常从A通道输入）称为计数端；控制闸门开启的信号通道（常从B、C通道输入）称为控制端。 从计数端输入的信号有：被测信号(fx)；内部时标信号等； 从控制端输入的信号有：闸门信号；被测信号(Tx)等； 序号 计数端信号 控制端信号 测试功能 计数结果 1 内时钟（T0） 内时钟（T） 自检 N=T/T0 2 被测信号（fx） 内时钟（T） 测量频率（A） fx＝N/T 3 内时钟（T0） 被测周期（Tx） 测量周期（B） Tx＝NT0 4 被测信号（fA） 被测信号（fB） 测量频率比（A/B） fA/fB=N 5 内时钟（T0） 被测信号相应间隔tB-C 测量时间间隔（A-B） tB-C=NT0 6 外输入（TA） 被测信号相应间隔tB-C 测量外控时间间隔B-C tB-C=NTA 7 外待测信号（Nx） 手控或遥控 累加计数（A） Nx＝N 8 内时钟（秒信号） 手控或遥控 计时 N（秒） 2）主门电路 ◆功能：主门也称为闸门，通过“门控信号”控制进入计数器的脉冲，使计数器只对预定的“闸门时间”之内的脉冲计数。 ◆ 电路：由“与门”或“或门”构成。其原理如下图： 2）主门电路 由“与门”构成的主门，其“门控信号”为‘1’时，允许 计数脉冲通过； 由“或门”构成的主门，其“门控信号”为‘0’时，允许计数脉冲通过。 “门控信号”还可手动操作得到，如实现手动累加计数。 3）计数与显示电路 ◆功能：计数电路对通过主门的脉冲进行计数（计数值代表了被测频率或时间），并通过数码显示器将测量结果直观地显示出来。 为了便于观察和读数，通常使用十进制计数电路。 ◆计数电路的重要指标：最高计数频率。 计数电路一般由多级双稳态电路构成，受内部状态翻转的时间限制，使计数电路存在最高计数频率的限制。而且对多位计数器，最高计数频率主要由个位计数器决定。 3）计数与显示电路 类型：单片集成与可编程计数器 单片集成的中小规模IC如：74LS90（MC11C90）十进制计数器；74LS390、CD4018(MC14018)为双十进制计数器。 可编程计数器IC如：Intel8253/8254等。 显示器 LED、LCD 、荧光（VFD）等。 显示电路：包括锁存、译码、驱动电路。 如74LS47、CD4511等。 4）时基产生电路 ◆功能：产生测频时的“门控信号”（多档闸门时间可选）及时间测量时的“时标”信号（多档可选）。 ◆实现：由内部晶体振荡器（也可外接），通过倍频或分频得到。再通过门控双稳态触发器得到“门控信号”。 如，若fc=1MHz,经106分频后，可得到 fs=1Hz(周期Ts=1s) 的时基信号，经过门控双稳态电路得到宽度为Ts=1s的门控信号。 4）时基产生电路 ◆要求： 标准性： “门控信号”和“时标”作为计数器频率和时间测量的本地工作基准，应当具有高稳定度和高准确度。 多值性：为了适应计数器较宽的测量范围，要求“闸门时间”和“时标”可多档选择。 常用“闸门时间”有：1ms、10ms、100ms、1s、10s。 常用的“时标”有：10ns、100ns、1us、10us、100us、1ms。 5）控制电路 ◆功能：产生各种控制信号，控制、协调各电路单元的工作，使整机按“复零－测量－显示”的工作程序完成自动测量的任务。如下图所示： 准备期 （ 复零，等待） 测量期 （开门，计数） 显示期 （关门，停止计数） 6.4.2 电子计数器的测量功能 1）频率测量 ◆原理：计数器严格按照 的定义实现频率测量。 根据上式的频率定义，T为采样时间，N为T内的周期数。采样时间T预