数字频率计

发布时间:2024-05-27 13:22:39 作者:汉语成语

数字频率计具有:频率测量、脉冲计数及晶体测量等功能,并有三档时间闸门、五档功能供选择和八位LED数码显示,频率从10Hz—2400MHz的智能频率计。全部功能是用一个单片微处理器(CPU)来完成的,从而整机性能稳定,体积小,使用携带方便,是一种高性能、低价位的理想智能数字化仪表。

技术指标

1、测量

(1)输入端口

a、30MHz—2400MHz的高频通道端口

b、10Hz—30MHz的低频通道端口

c、晶振插孔为晶体测量端口

(2)频率测量

a、量程:

C0ㄈh为“0”档测量频率为30MHz—2400MHz

C1ㄈh为“1”档测量频率为30MHz—800MHz

C2ㄈh为“2”档测量频率为100KHz—30MHz

C3ㄈh为“3”档测量频率为10Hz—30MHz

b、分辩率:

1Hz,10Hz,100Hz

c、精度:

±1计数值±基准时间误差x频率

d、闸门时间:

0.1S,1S,10S

e、输入灵敏度:

15MV

f、输入阻抗:

50Ω/1MΩ

j、输入电压:

30V

(3)计数测量

在第“4”档位(C4ㄈh)由10Hz—30MHz插口输入,分辩率为±1输入计数值。

(4)晶体测量

在“2”和“3”档位上从面板晶振输入插孔插入欲测之晶体,测试晶振范

围为3MHz—24MHz。

(5)电源电压:AC220V±10%;频率50Hz

(6)功耗:3W

(7)温度:使用范围-5℃—+50℃、存放运输-40℃—+60℃

(8)湿度:10-90%RH、存放运输5-90%RH

(9)预热时间:10分钟

(10)尺寸:200x60x160(mm)

(11)重量:约0.5Kg

操作方法

1、频率的测量:当测量的频率为10Hz—30MHz时,“晶体”键弹出,将随机所配的测试线插入下面的插座中,按动“档位”按钮到“2”档或“3”档,按动“闸门”按钮,当测试频率为800MHz以上时,可选用本机上面的插座,按动“档位”键到“0”档,当频率小于800MHz时,请选用“1”档,同时选用适当的闸门时间,频率越低,选用的闸门时间越长,反之越短。

由于低频率时是高阻抗,而测试的频率为低阻抗(如测试50Hz交流电源),此时会产生阻抗严重失配,可在低频的探头上串接一个1MΩ的电阻。

2、晶体的测量:将“晶体”键按下,“档位”按钮到“2”档或“3”档。

3、计数:在10Hz—30MC插口,接入电脉冲,“档位”选至“4”,即可计数。

自制2.4GHz

业余电子爱好者大都希望有一台数字频率计。目前数字集成电路价格不断下降,各种拆机保用件更是价廉物美,原来上百元一块的微分频器MB506邮购价已降到4元左右,这给自制数字频率计提供了很大的方便。自制一台2.4GHz数字频率计,成本仅为几十元,该频率计测频范围分10Hz-50MHz、50MHz-2.4GHz两档,输入灵敏度30mV,由于对晶振电路采用了简易的恒温措施,故频率稳定度可达10-6,现介绍制作方法。

电路原理:

该频率计的电原理路如下图所示,共有6部分组成。

[1].八位计数器由4块74HC390、8块74LS247和8个LED共阳数码管组成。该计数器计数频率可达到50MHz(低气温时实测可达70MHz),为简化电路,8个LED共用一个限流电阻R16。另外考虑到业余制作频率计要求不高,本电路既未设置计数消隐,也未利用集成电路的无效零消隐功能,如需要此功能,可参考有关书籍。

[2].微波分频电路由一块MB506及外围元件组成,MB506是一块有64、128、256三种分频比的微波分频电路,工作频率2.4GHz。改变Pin3、Pin6的接法可得到不同的分频比,本电路的接法为128分频。由于MB506自带放大、整形电路、故应用电路极为简单,Pin2为电源脚,由K1-2控制,当使用50MHz-2.4GHz档时接入+5V,不用时断开,以减少干扰,Pin4为输出端,由K1-1控制其是否接入电路。

[3].50MHz放大整形及闸门电路由一块74HC00及外围元件组成,74HC00是2输入四与非门,其中两个与非门接成非门形式,组成放大整形电路,电阻R5和R6为偏置电阻,另一个与非门构成闸门控制信号。

[4].时基发生电路由晶振电路、分频电路和恒温电路构成,74LS04的三个非门构成晶振和缓冲输出电路,该部分电路单独组成一体,用一金属壳屏蔽起来,装入简单的恒温槽中。恒温电路由LM324的一个运放和负温度系数热敏电阻R10、加热电阻R9等组成,8050作开关三极管使用,配合LM324用于控制加热电阻的通断。发光LED是加热指示灯。按照图中的元件参数恒温槽中的温度约为40℃左右,方法是,在保证绝缘和导热的情况下把这两个电阻帖在晶体的金属壳上。恒温槽的制作方法是,找一块硬质泡沫塑料切成适当大小的立方体,在其中部挖一个洞,将上述电路和元件一起装入洞中,在用泡沫塑料把洞口封闭,引出导线即可。但应给微调电容留一个小洞口待调整完毕后再堵上。10MHz晶振产生的信号4块74HC390分频取出1Hz信号作为50MHz档时基信号接入测量控制电路,同时,本分频器可输出从10MHz到0.1Hz的9个点的频率供测试用。由于MB506的分频比128,不是十进制,当采用1Hz时基时需乘上128才是实际的频率值,不太直观。为此,使用二进制分频电路CD4040,将74HC390输出的100Hz信号进行128分频,得到周期为1.28s的时基信号,用于50MHz-2.4GHz档作为时基,再用K1-4改变小数点的位置,就可以直接读数了,单位是MHz。

[5].测量控制电路由一块CD4017构成,其CP端输入1s或1.28s时基信号,输出Q0用于计数器消零,Q1用于计数测频,Q2、Q3和Q4用于显示,Q5用于CD4017复位。

[6].电源电路未稳压的10V输出用于恒温电路及数码管显示,5V稳压输出供数字电路使用。

制作与校准:

上述电路的1、3、5部分及时基分频电路可装在一块印刷板上,数码管应装在印刷板靠一端便于显示。有条件者设计制作双面印刷板,以得到更好的效果。微波输入部分单独用一块印刷板,外面需加屏蔽罩,并注意接地点的选择,以免造成干扰。电源和恒温控制电路可安排在一块板上。整个频率计应装入一个适当的金属外壳中,全机电路应做到一点接机壳。安装完毕试机正常即可校准,校准工作应在开机十几分钟、恒温槽进入恒温状态后进行,方法有二:一是本频率计测量已知标准频率信号。微调本机C10使显示值与标准频率相同。二是用标准频率计测量本机的10MHz晶振信号,微调本机C10使标准频率计显示为10MHz。