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旗开得胜
集成电路应用技术设计——
数字频率计
鲍婧
项目综述：
要求设计一个频率计，达到以下要求：
功能：测量信号的频率
测量信号间的相位差
具有灵敏度调节
指标：频率测量范围0.1～1MHz
频率测量精度0.01%
信号幅度0.1～10V
系统总体技术方案：
系统采用测频与测周方式相结合的办法，在对输入信号进行放大整形后，根据被测信号
频率选择合适的测量频率的方法，并把测量结果交单片机处理，通过数码管显示出来。按照
自顶向下的设计方法，分别画出频率计的系统级框图如下：
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旗开得胜
A通道频率单
输
LED
测量片
入
显示
B通道模块机
级
fc
键盘开关按钮
项目分析：
1、输入级放大整形
从输入端进来的可能是0.1V~10V的正弦波或者方波。不能直接测量计数，须经过
放大整形后变成标准的TTL方波。该部分电路全部采用模拟集成电路来实现。然后再用
数字微分电路把方波信号变成正的窄脉冲，方便测量相位差。
考虑到1MHz的频率信号所用的运放、比较器带宽需足够大，采用了高速模拟器件
MAX4016、MAX902，
把幅度0.1V~10V信号分成三档，小于2.5V、2.5~5V、大于5V，分别称为低中高
档。放大增益分别为10、1、1/2。在低档时，电压幅度乘以增益后会大于供电电压因而
使波形发生形变。但此形变不会影响到频率测量。
电压比较器设计时，可以把触发电平调节电路直接设置在电压比较器的输入端，这
样实现方便设计简单。
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旗开得胜
一组三个拨动开关作为脉冲幅值档的选择，从上到下依次是2.5~5V、小于2.5V、
大于5V档。右下角的可变电阻作为比较器的触发电平，可调节。
此外，因为模拟通道部分所用器件都是宽带高速器件，为防止寄生振荡，在每个器
件的电源引脚附近到地之间均需加上去耦电容，每组去耦电容由小容量（0.1uF）的陶瓷
电容和容量大（6.8uF）的钽电容并联而成。小容
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