数字频率计的设计.pdf

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绪论

数字频率计是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器，它的根

本功能是测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号以及其他各种单位时间变化的物

理量，因此它的用途十分广泛：数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科

研生产领域不可缺少的测量仪器。

数字频率计的设计原理实际上是测量单位时间的周期数。这种方法免去了实

测以前的预测，同时节省了划分频段的时间，克制了原来高频段采用测频模式而

低频段采用测周期模式的测量方法存在换挡速度慢的缺点。通常情况下计算每秒

待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于

一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长那么没测一次频

率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就

受影响。

在电子技术中，频率是最根本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、

测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。测量频率的

方法有多种,其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及

便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频

有两种方式：一是直接测频法，即在一定闸门时间测量被测信号的脉冲个数；二

是间接测频法，如周期测频法。直接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测

频法适用于低频信号的频率测量。

集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大

类。数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。一

般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有

着严格的要求，这是数字电路的一个特点。数字集成电路作为电子技术最重要的

根底产品之一，已广泛地深入到各个应用领域。

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1概述

1.1引言

数字电路课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数

字电子技术的综合性的训练，这种训练是通过学生独立进展某一课题的设计、安

装和调试完成的。

通过数字电路课程设计要求学生能综合运用电子技术课程中所学到的理论

知识，独立完成一个设计问题;通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和

解决实际问题的能力；了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原那

么；学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法；掌握电子仪器

的使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养学生严肃认真的工作做风和严谨

的科学态度。

1.2设计任务和要求

设计并制作出一种数字频率计，其技术指标如下：

〔1〕109999Hz

频率测量围：～。

〔2〕300mV

输入电压幅度。

〔3〕输入信号波形：任意周期信号。

〔4〕4

显示位数：位。

〔5〕电源：220V、50Hz

所需仪器仪表是示波器、音频信号发生器、逻辑笔、万用表、数字集成

电路测试仪、直流稳压电源。

1.3数字频率计介绍

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。电子计数器测频有两种方式：一是直接测频法，即

在一定闸门时间测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。直

接测频法适用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。

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1.4数字频率计的原理

1.4.1频率计的根本原理

频率计的根本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，比照测量其他

信