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数字频率计套件 数字电路电子技术学习套件 电子制作散件
¥180.00
历史销量 0关注次数 1725产品编号
购买数量库存 10000
  • 详细描述

   在许多情况下,人们要对信号的频率进行测量。利用示波器可以粗略测量被测信号的频率,精确测量则要用到数字频率计。数字频率计的设计中用到的数字技术很多,本节数字频率计的设计与制作项目可以进一步加深对数字电路应用技木方面的了解与认识、进一步熟悉数字电路系统设计制作与调试的方法和步骤。

供电电压双12V交流
板子尺寸:10*9.6cm

注意:
    1.本产品为散件,需要买家自己焊接装配,焊接装配好即可工作。
    2.套件不含外接电源,需要的朋友请另购,本店有售。

 
功能说明:
设计并制作出一种数字频率计,其技术指标如下:

①频率测量范围: 10 ~ 9999 Hz

②输人电圧幅度: 300mV ~ 3V

③输入信号波形: 任意周期信号

④显示位数: 4位

⑤电源:220V、50 Hz

焊接好成品图:

系统框图:

  1. 电源与整流稳压电路

      框图中的电源采用50Hz的交流市电。市电被降压、整流、稳压后为整个系统提供直流电源。系统对电源的要求不高,可以采用串联式稳压电源电路来实现。

  1. 全波整流与波形整形电路

本频率计采用市电频率作为标准频率,以获得稳定的基准时间。按国家标准,市电的频率漂移不能超过0.5Hz,即在1%的范国内。用它作普通频率计的基准信号完全能满足系统的要求。全波整流电路首先对50 Hz交流市电进行全波整,得到如图1-2(a)所示100Hz的全波整流波形。波形整形电路对100 Hz信号进行整形,使之成为如图1-2(B)所示100 Hz的矩形波。采用过零触发电路可将全波整流波形变为矩形波,也可采用施密特触发器进行整形。

(3) 分频器

分频器的作用是为了获得1S的标准时间。 电路首先对图1-2所示的100 Hz信号进行100分频,得到图1-3(a)所示周期为1S的脉冲信号,然后再进行二分频得到如图1- 3( b)所示占空比为50%、脉冲宽度为1s的方波信号,由此获得测量频率的基准时间。

                                       

利用此信号去打开与关闭控制门,可以获得在1s时间内通过控制门的被测脉冲的数目。

(4) 信号放大、波形整形电路

为了能测量不同电平值与波形的周期信号的频率,必须对被测信号进行放大与整形处理,使之成为能被计数器有效识別的脉冲信号。信号放大与波形整形电路的作用即在于此。信号放大可以采用一般的运算放大电路,波形整形可以采用施密特触发器。

 (5) 控制门

 控制门用于控制输入脉冲是否送计数器计数,它的一个输入端接标准秒信号,另一个输入端接被测脉冲。控制门可以用与门或者或门来实现。当采用与门时,秒信号为正时进行计数;当采用或门时,秒信号为负时进行计数。

 (6) 计数器

计数器的作用是对输入脉冲计数。根据设要求,最高测量频率为9999 Hz,应采用4位十进制计数器。可以选用现成的十进制集成计数器。

(7) 锁存器

在确定的时间(1s)内计数器的计数结果(被测信号频率)必须经锁定后才能获得稳定的显示值。锁存器通过触发脉冲的控制,将测得的数据寄存起来,送显示译码器。锁存器可以采用一般的8位并行输入寄存器,为使数据稳定,最好采用边沿触发方式的器件。

(8) 显示降码器与数码管

显示译码器的作用是把用BCD码表示的十进制数转換成能驱动数码管正常显示的段信号,以获得数字显示。显示译码器的输出方式必须与数码管相匹配。

电路图:

安装调试:

1. 所需仪器设备

所需仪器设备有焊接工具、数字电路实验装置、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和直流稳压电源等。

 2. 参考步骤

(1) 器件检测

用数字集成电路检测仪对所用的lC进行检测,以确定每个器件完好。如有兴趣,也可对LED数码管进行检测,检测方法由自己确定。

(2) 电路连接

 用一个带中间抽头的双12V变压器,中间接抽头,两端接12VIC先都不插。

(3) 电源测试

 变压器220V220V市电,用万用表检测稳压集成的输出电压。输出电压的正常值成为5V。 如果输出电压不对。应仔细检査相关电路,消除故障。稳压电源输出正常后,接着用示波器检测产生基准时间的全波整流电路的输出波形。正常情况下应观测到如图1-2(a)所示波形。

 (4) 基准时同检测

 断开电源,插入上全部IC。依次用示波器检测由 U1(74HC4024)U14A组成的基准时间计数器和由U2A组成的触发器的输出波形,并与图8-3所示波形对照。如无输出波形或波形形状不对,则应对U1U2AU14A各引脚的电平或信号波形进行检测,消除故障。

(5) 输入检测信号

 从被测信号输入端输人幅值在5V、频率为1 kHz左右的正弦信号,如果电路正常,则数码管可以显示被测信号的频率。如果数码管没有显示,或显示值明显偏离输入信号频率,则做进一步检测。

(6) 输入放大与整形电路检测

 用示波器观测整形电路U12A(40106)的输出波形。正常情况下,可以观测到与输入频率一致、信号幅值5V左右的矩形波,如观测不到输出波形,或观测到的波形形状和幅值不对,应检测这部分电路,消除故障。如该部分电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测控制门。

(7) 控制门检测

 检测控制门U3B(4011 )的输出信号波形。正常时,每隔1 s时间,可以观测到被测信号的矩形波,如观测不到波形,则应检测控制门的两个输入端的信号是否正常,并通过进一步的检测找到故障电路,消除故障。如该部分电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测计数器电路。

(8) 计数器电路的检测

 依次检测4个计数器74HC4518时钟端的输入波形。 正常时,相邻计数器时钟端的波形频率依次相差10倍。 如频率关系不一致或波形不正常,则应对计数器和反馈门的各引脚电平及波形进行检测,分析找出原因,消除故障。 如该部分电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测锁存器电路。

 (9) 锁存器电路的检测

 依次检测74HC374锁存器各引脚的电平与波形。正常情况时,各电平值应与电路中给出的状态一致。其中,第11脚的电平每隔1s跳变一次,如不正常,则应检査电路,消除故障。如该部分电路正常,或消除故障后频率计仍不能正常工作,则检测显示译码电路。

 (10) 显示译码电路与数码管显示电路的检测

 检测显示译码器74HC4511各控制端与电源端引脚的电平,同时检测数码管各段对应引脚的电平及公共端的电平。通过检测与分析找出故障。

一般情况下,按上述步骤可以正确完成频率计的制作与调试。

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