低频信号频率测试仪.docx

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低频信号频率测试仪

题目：

低频信号频率测试仪

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：

信息科学与工程学院教研室：

电子信息工程

课程设计（论文）题目

低频信号频率测试仪

课程设计（论文）任务

设计任务：

（1）构造一个数字频率计；

（2）要求分成三档测量范围，X1、X10、X100。

在X1档，测量范围为1Hz到999Hz，余类推，最高测量频率为99.9KHz；

（3）测量范围的选择由按键手控，但要有指示灯显示；

（4）输入频率大于实际量程要有溢出显示。

设计要求：

1.分析设计要求，明确性能指标。

必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2.确定合理的总体方案。

对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。

3.设计各单元电路。

总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

4.组成系统。

在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

指导教师评语及成绩

成绩：

指导教师签字：

年月日

目录

第1章课程设计目的与要求1

1.1课程设计意义1

1.2应用意义及应用场合1

第2章课程设计内容2

2.1系统设计要求2

2.2频率测量仪的原理方框图2

第3章具体单元电路3

3.1放大整形电路3

3.2时基电路4

3.3逻辑控制电路5

3.4计数器和锁存器5

3.5译码显示器7

3.6电路总图8第4章元件列表10

总结10

参考文献10

第1章课程设计目的与要求

1.1课程设计意义:

设计数字频率计是我对所学的电子技术课的一次实践的检验和对自己掌握的知识的一次全面的了解。

考核了我们对上学期的模拟电路和这学期的数字电路内容的掌握情况，对我们今后的学习很有帮助。

1.2应用意义及应用场合

数字频率计是用数字显示出被测信号的一种仪器，被测试信号可以是正弦信号、方波或脉冲信号等。

此外，若配以适当的传感器还可以对很多物理量测量，如机械震动的频率、转速，声音的频率及单位时间的产品数量等。

因此数字频率计是一种应用范围很广的仪器。

第2章课程设计内容

2.1系统设计要求

（1）构造一个数字频率计；

（2）测量范围为1Hz到999Hz，1Hz到100Hz用四位数码管显示数据，并用发光二极管表示；

（3）测量范围的选择由按键手控，但要有指示灯显示；具有超量程报警功能，在超出目前量程挡的测量范围时，发出灯光和音响信号。

（4）输入频率大于实际量程要有溢出显示。

2.2频率测量仪的原理方框图

所谓频率，就是周期性信号在单位时间下的变化次数，如在一定时间间隔内测得的这个周期信号的重复变化次数N

F=N/T

下图为数字频率计的组成方框图。

第3章具体单元电路

3.1放大整形电路

放大整形电路由晶体管3DG100和74LS00等组成，其中3DG100组成放大器入频率为fx的中期信号如正弦波和三角波等进行放大。

与非门74LS00构成施密特触发器，对防大器的信号整形，变成矩形脉冲。

3．2时基电路

时基电路的作用是产生一个标准的时间信号，有石英晶体构成的多谐震荡器产生。

该电路采用石英晶体做谐振元件，具有较高的精度。

石英晶体震荡器产生的1MHz标时信号，经过分频计产生0.001s和1s的脉冲信号，用3片双2—10进制同步计数器CC4518串联成六级十分频电路。

3.3逻辑控制电路

根据图所显示的波形，在时基信号结束时的负跳变用来产生锁存信号IV,锁存信号的负跳变又用来产生请零信号。

脉冲信号IV和V可以由单一的触发器产生，他们的脉冲宽度有电路的时间常数决定。

在负触发器负脉冲作用下，输出端Q可获得一正脉冲，其波形的关系正好满足图所波形的要求。

手动开关按下时，计数器请零，电路图如下

3.4计数器和锁存器

计数器采用4片进制双时钟计数器74LS90。

锁器是将计数器在1S结束时所计的数锁存，显示器上能稳定显示此时计数器的值。

1秒记数结束时，逻辑电路发出锁存信号，此时将计数器的值送到显示器。

当时钟脉冲的正跳来到时。

锁存器的输入等于输出，即Q=D从而将计数器的输出值送到锁存器输出端。

正脉冲结束后，无论D怎么变化，输出段的状态仍然保持不变。

计数器的输出不会送到显示器。

当计数器出现进位时超过该电路量程时，会自动发出报警。

二极管发黄光，扬声器发出声响。

3.5译码显示器

译码器采用BCD七段显示器74LS48,74LS48可以直接驱动共阴极的半导体数码管。

3．6电路总图

第4章元件列表

石英晶体震荡器

单稳态触发器74LS123

锁存器74LS273

发光二级管

按键开关电阻电容

晶体管3D100与74LS123

同步计数器CC4518

双时钟计数器74LS90

显示译码器74LS48

总结

通过这次课程设计，我深深的体会到知识的重要。

在查找资料方面，越是在图书馆查找，越是感到自己知识的匮乏。

经常不得不求助于老师和同学。

这次课程设计给了我实践的机会。

从本次课程设计中，学到了很多东西不仅仅是课设方面的理论还有计算机软件的使用。

对于自己的设计，其中也有许多不令人满意的地方，有些地方也显的很潦草，其中也可能存在着错误，但本人能力有限，尽自己最大努力去做，如有不当的地方，以后将多多改正。

总之，经过了这次难得的经历，在此收获了很多，使自己增长了知识，开阔了思维，发现了自己的弱点和缺点，并为以后的学习和工作，打下了一个坚实的铺垫。

参考文献

[1]国防科技大学高吉祥主编《电子技术基础实验与课程设计》第二版

[2]华中理工大学陈大钦主编《电子技术基础实验－电子电路实验.设计.仿真》

[3]清华大学童诗白、华成英主编《模拟电子技术基础》第三版

[4]清华大学阎石主编《数字电子技术基础》第四版

[5]清华大学梁恩主、梁恩维编《电路设计与仿真应用》

[6]清华大学谢淑如、郑光钦、杨渝生编《电子仪器与测量技术》