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毕业论文:数字频率计数器的设计 毕业论文:数字频率计数器的设计

格式:word 上传:2022-06-24 19:06:42

《毕业论文:数字频率计数器的设计》修改意见稿

1、“.....其中脉冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等于被测信号频率时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号,其周期为,则门控电路的输出信号持续时间亦准确的等于。闸门电路由标准的秒信号进行控制,当秒信号到来时,闸门打开,被测信号经过闸门送到计数器,开始计数。秒信号结束时,闸门关闭,计数器停止计数。若在闸门时间内计数器计得的脉脉冲形成电路闸门电路计数译码显示门控电路时基信号发生器冲个数为,则被测信号频率。数字频率计测周期的基本原理当被测信号的频率较低时,采用直接测频方法由量程误差引起的测频误差太大,为了提高测低频时的准确度,应先测周期,然后由公式计算信号的频率。图数字频率计测周期的基本原理框图数字频率计测周期的原理框图如图所示。被测信号经过放大整形电路变成方波,加到门控电路产生闸门信号,如,则闸门打开的时间也为,在此期间内,周期为的标准脉冲通过闸门进入计数器计数。若,则计数器计得的脉冲数个。若以毫秒为单位......”

2、“.....由此利用公式可以得出被测信号的频率为以上分析可见,频率计测周期的基本原理正好与测频相反,即被测信号用来控制闸门电路的开通与关闭,标准时基信号作为计数脉冲。时基信号发生器闸门电路计数译码显示门控电路放大整形电路设计方案本节是设计的准备阶段,也是整个设计的关键部分,下面的工作都是以其为中心展开的。在下面的各节里对简易数字频率计的设计方案进行了可行性的论证。被测信号经过由个放大器和个施密特触发器组成的脉冲形成电路整形变成脉冲信号,其周期与被测信号周期相同。方案使用小信号放大整形电路来提高系统的测量精度和灵敏度。时基电路用晶体振荡模块输出标准时间信号,其高电平持续时间为秒,也即计数器的计数时间为秒,计数器的累计脉冲个数就是被测信号的频率。逻辑控制单元由单稳态触发器等组成,它有两个作用,是产生清零脉冲,使计数器每次从零开始计数。二是产生锁存信号,使显示器上的数字固定不变......”

3、“.....系统测试部分采用中小规模集成电路,用机械式功能转换开关换挡,完成测频率测周期以及测脉宽等功能。设计方案特点是中小规模集成电路应用技术成熟,能可靠的完成频率计数器的基本功能。原理框图如下页图所示图采用中小规模集成电路的方案框图逻辑控制电路译码显示器锁存器计数器闸门电路放大整形电路时基电路ⅠⅡⅤⅢⅣ数字频率计设计数字频率计的主要技术指标根据要求,运用所学的知识对数字频率计的指标主要的电路设计作了分析。频率准确度般用相对误差来表示,即式中,为量化误差即个字误差,是数字仪器所特有的误差,当闸门时间选定后,被测频率越低,量化误差越大其中为计数值,为被测频率信号的频率为闸门时间相对误差,主要由时基电路标准频率的准确度决定,为时基电路的标准频率,即晶振的频率。本数字频率计数器的频率准确度。频率测量范围在输入电压符合规定要求值时,能够正常进行测量的频率区间称为频率测量范围......”

4、“.....本数字频率计数器的频率测量范围为数字显示位数频率计的数字显示位数决定了频率计的分辨率。位数越多,分辨率越高。在此设计中用四位数字显示被测频率的计数值。测量时间频率计完成次测量所需要的时间,包括准备计数锁存和复位时间。数字频率计各模块功能设计放大整形电路放大整形电路由晶体管与门电路组成的施密特触发电路等组成。如图所示。桌面放大整形后的信号图放大整形电路其中利用三极管放大电路的基本特性组成放大器,将输入频率为的周期信号如正弦波三角波等进行放大。门电路构成施密特触发器,它对放大器的输出信号进行整形,使之成为矩形脉冲。当整形电路的输入端由高电平降低的过程中二极管截止,的输入信号由另个输入端输入。当时,截止,导通,。设门电路的阈值电压为,输出的低电平。当从上升至时,电路状态不变。当频后,显示器上最大值为,即小数点每向右移动位,频率的测量范围扩大倍。进位脉冲采集电路的作用是使电路工作稳定,避免当千位计数器到或时......”

5、“.....第二个触发器用来控制清,即有进位脉冲时电路不清,而无进位时则清。当被测频率降低需要转换到低量程时,可用千位最高位是否为零来判断。在此利用千位译码器的灭零输出端,当端为零时,输出为零,这时就需要降量程。因此,取其非作为地址计数器的清脉冲。为了能把高位多余的零熄灭,只需把高位的灭零输入端接地,同时把高位的与低位的相连即可。由此可见,只有当检测到最高位为,并且在该秒钟内没有进位脉冲时,地址计数器才清复位,即转换到最低量程,然后再按升量程的原理自动换档,直到找到合适的量程。若将地址译码器的输出端取非,变成高电平以驱动显示器的小数点,则可显示扩展的频率范围。简易数字频率计的调试本节介绍简易数字频率计调试和指标测试的方法。电路的调试对设计电路的调试过程是检验修正设计方案的实践过程,也是应用理论知识来解决实践中的各类问题的关键环节,是数字电路设计者必须掌握的基本技能。下面介绍数字频率计电路的调试。接通电源后......”

6、“.....应如图所示的波形。然后改变示波器的扫描速率的旋钮,观察的第脚和脚的波形,应有如图所示的锁存脉冲和清零脉冲的波形。将四片计数器的第脚全部接低电平,锁存器的第脚都接时钟脉冲,在个位计数器的第脚加入计数脉冲,检查位锁存译码显示器的工作是否正常。在放大电路输入端加入,的正弦信号,用示波器观察放大电路和整形电路的输出的波形,应为与被测信号同频率的脉冲波,显示器上的读数应为。数字频率计指标的测试在电子线路设计中,功能的测试在设计步骤是关键的步,也是验证能否达到任务书上的规定指标的手段之。下面我们就介绍测试的理论和方法。集成逻辑门电路通过电阻接电源正极,逻辑接低电平输入端接地。用数字万用表测量各输入端的逻辑电平,并分析各逻辑电平知是否符合电路的逻辑关系。动态测试图是指各输入端分别接入规定的脉冲信号,用示波器观测各输入信号,并画出这些脉冲信号的时序波形关系图,分析它们是否符合电路的逻辑关系......”

7、“.....主要测试触发器的复位置位翻转功能。动态时,在时钟脉冲的作用下测试触发器的计数功能,用示波器观测电路各处波形的变化情况,据此可以测定输出输入信号之间的分频关系输出脉冲上升和下降时间,触发灵敏度和抗干扰能力以及接入不同性质的负载时,对输入波形参数的影响。测试时,触发脉冲的宽度般要大上数微秒,且脉冲的上升沿和下降沿要陡。计数器电路计数器电路的静态测试主要测试电路的复位置位功能及各电路的使能端的电平是否正确。动态测试是指在时钟脉冲的作用下测试计数器各输入端的状态是否满足技术功能表的要求,可以用示波器观测各输出端的波形,并记录这些波形与时钟脉冲之间的波形关系。译码显示电路首先测试数码管个码段工作是否正常。如共阴极的发光二极管显示器,可以将阴极接地,再将各码段通过电阻接电源的正极,各码段应该亮。再将译码器的数据输入端依次输入,则显示器对应显示出数字。译码显示电路常见故障有数码显示器上字总是亮而不灭......”

8、“.....数码显示器上的字总是不亮。许是数码管或译码器的连接不正确或接触不良。数码管字符显示模糊而且不随输入信号变化。可能是译码器的电源的电压不正常连接不正常或接触不良。结束语在简易数字频率计的设计过程中,基本完成了设计任务书中的要求。在调试的过程中,简易数字频率计能够准确的测试频率和周期,而且测量精度基本上满足指标的要求,如果在测量过程有大量程的数据时,简易数字频率计则会利用扩展电路,实现量程的自动转换,在电路的设计中,采用了脉冲采集电路,使电路的工作稳定,避免当计数器计到或时,产生小数点的跳动。在设计当中,由于硬件电路中和测试设备的固有的特性,加大了调试的难度,造成了些性能指标,没有准确的达到任务书的要求。针对在设计中出现的问题,在今后的工作中要避免,首先,要充分利用软件电路和集成电路,使单片机技术在此类电路中扮演重要的角色其次,要尽量解决电路的干扰问题,掌握些常用的抗干扰技术再次......”

9、“.....以提高测量效率。参考文献,张永瑞电子测量技术基础西安西安电子科技大学出版社刘雪根数字频率计的误差分析自动化与仪表,设计与应用江晓安,董秀峰模拟电子技术西安西安电子科技大学出版社刘南平现代电子设计与制作技术北京电子工业出版社阎石数字电子技术基础第四版北京高等教育出版社谭博学集成电路原理及应用北京电子工业出版社何希才新型集成电路及应用实例北京科学出版社李永存基于定时器电路的多功能数字频率计的设计水利电力机械吴根才简易数显频率计计量技术王捷,艾红数字频率计分频电路的设计计算机测量与控制史军,雷正红数字频率计的设计河西学院学报日汤山俊夫著彭军译数字电路设计与制作北京科学出版社曹国清数字电路与逻辑设计徐州中国矿业大学出版社张锡纯,常凤娥集成数字频率计的设计原理和应用电测与仪表,李雷集成电路应用实验北京国防工业出版社致谢四年的大学生活中,在各位老师的教导和关怀下,我从懵懵懂懂的状态慢慢成长。此次毕业设计的过程中......”

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