一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法

1、一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法.txt丶喜歡的歌，靜靜的聽(tīng)，喜歡的人，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的看我笑了當(dāng)初你不挺傲的嗎現(xiàn)在您這是又玩哪出呢？ 本文由roufeng290貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 現(xiàn)代電子技術(shù) # $ 年第 # 期總第 # 期 ! $% # & ! 電子元器件 一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法 彭 華 ! 譚洪濤 ! 康小平 ! 張學(xué)平 重慶通信學(xué)院 摘 重慶 #$% $& 要 (介紹了一種實(shí)用型頻率計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法 !主要包括該頻率計(jì)的硬件組成和工作原理 )部分內(nèi)容 *該頻率計(jì)采用簡(jiǎn) 捷 的信號(hào)放大硬件設(shè)計(jì) !使得在應(yīng)用較少元件的情況下

2、實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的放大 *通過(guò)硬件和軟件的結(jié)合 !該頻率計(jì)準(zhǔn)確地實(shí) 現(xiàn) 對(duì)輸入信號(hào)頻率的計(jì)算 ! 能保證在 + 以下頻段范圍內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)的計(jì)算精度達(dá)到 /-. 在 $ $,-. 測(cè)量頻段范圍 $,-. * 0+ 內(nèi) ! 該頻率計(jì)能準(zhǔn)確計(jì)算幅度大于 % $12 輸入信號(hào)的頻率 ! 具有較高的靈敏度 * 簡(jiǎn)單實(shí)用 3 精度較高 3 靈敏度較高等特點(diǎn) ! 使得該頻率計(jì)能夠廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室 3 高頻信號(hào)測(cè)量等眾多應(yīng)用環(huán)境 * 關(guān)鍵詞 ( 頻率計(jì) 4 實(shí)用型 4 高精度 4 高靈敏度 中圖分類(lèi)號(hào) (5 % / 6% 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 (7 文章編號(hào) (/ $ % % $ & ) $ & $ $ # 8 9 )

3、$ ) 8 ) : ; = AC ED G JKEL MB M P HD BJ ? BD F HI D O Q H N 6 ST -U ! WS -X ZV ! R V5 Y X WST 9 V Y ! -WST 9 Z Z _ X U Y b Y cY X a X Z Za 11U Ya e Z ! b Y cY ! $ $ & a V Yd Xe a X Z Z # $ % ! bY VX f hjl( bm nX U g i i 5 V Yno dmVY p pV XnV k q e VrY X nd ed1X nWY dY Y eo b Vo n . o sV V q 1t o b X

4、 Ymd b npV d U o m Y Y V o n V Y b n Z X 1VqpXrY n d et Y o Vm dd nZ u m Y Y Z U d pV ! bmd1X ndY V eq m Y ep em Y q q 1 V 1 b Y U V m s Z b t odYde VsU Y qX e Y V d b nd YX /-.p b Y U sU Y qmX X $-. $,-.WY V Vd e b nc d s nd qV odYnVbX s m m Y nc d d s b X+ U m Y e XV eU c V X Z nV $12! XbZ mY x mX

5、 X b Y U V pb m 1 o mU e nwZ b Y% Z m b m q Y s m1V d VVnt V Y b ndm7 moX b m 1 m m q 1 V pe mo V Y q e U YewV oXb n d VVn b ndmpbd Y eo e Y nd ebZ X Y b mY x!bmd1X ndYw bd m V oV V! b nd YV obZ U 1 d m U Y V t X y jh d1X nV V4 b X 4 b mY x z | (q 14 nd ebZ d nd Y bZ m m q b npVo n1 t b X VYX b npVV

6、 oms n!bmd1X ndYde e b nc d s b Y U m Y e Vo n V Ymv bd1wY X s Vo n Y X q 1 V Vd VsU Y qX V pV U Z 該 頻 率 計(jì) 需 要 的 硬 件 較 少3 結(jié) 構(gòu) 較 簡(jiǎn) 單! 在 $ 0 測(cè)量頻段范圍 內(nèi) 測(cè) 量 精 度 為 /-. 輸 入 靈 敏 度 為 + $,-. ! 能夠較好地適用于實(shí)驗(yàn)室 3 高頻信號(hào)測(cè)量等場(chǎng) %0& $ $12! 合 * /是該頻率計(jì)的方框圖 ! 圖 主要由信號(hào)放大電路 3 單片 機(jī)及其外圍電路 3 液晶顯示電路幾部分組成 * / / 頻率放大與分頻處理電路 t 信 號(hào) 頻 率

7、 低 于 /,-. 放 大 電 路 采 用 兩 級(jí) 放 大 電 路 的 進(jìn)行處理 !如圖 )所示 (第一級(jí)運(yùn)用一個(gè)三極管 / 對(duì)輸 $# 入 信號(hào)放大 !放大量約 & 倍 !放大后信號(hào)幅度達(dá)到 %2 左 $ 右 4第二級(jí)用另一個(gè)三極管 / 接成射隨器 !即能夠穩(wěn)定 $# 放大后的信號(hào)同時(shí)可以對(duì)信號(hào)放大前后進(jìn)行隔離 ! 信號(hào) 經(jīng) 過(guò) 這一級(jí)放大約為 /倍 !信號(hào)幅度仍為 %2*在 $ 0/,-. 頻段范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 % $12* 圖 / 頻率計(jì)方框圖 信 號(hào) 頻 率 高 于 / $,-. 放 大 電 路 也 采 用 兩 級(jí) 放 大 的 $ 電路處理 ! 如圖 )所示 * 不同的是放大器

8、由高速兩輸入與非 門(mén) 8 -a $ 實(shí)現(xiàn) *第一級(jí)與非門(mén)的靜態(tài)工作電壓由 )個(gè) / # $S ,$ 電阻分壓獲得 !為 %2!在輸入信號(hào)一個(gè)周期內(nèi) (正半 周 期內(nèi) !與非門(mén)判為高電平輸入 !輸出為 5 %低電平 !約 5 為 /24 負(fù)半周期內(nèi) ! 與非門(mén)判為低電平輸入 ! 輸出為 5 % 5 高 電平 ! 約為 % #2* 第二級(jí)與非門(mén)用于對(duì)第一級(jí)的輸出信 t 號(hào)進(jìn)行整形 !得到穩(wěn)定的 5 %輸出放大電平 *在這一頻段 5 范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 & $12* 信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直流電容和二極管限幅網(wǎng)絡(luò)輸入 ! 兩個(gè) 測(cè) 量頻段的轉(zhuǎn)換由圖中的人工開(kāi)關(guān)控制 ! 當(dāng)開(kāi)關(guān) /腳 和 %腳 ! 硬件組成

9、及框圖 該頻率計(jì)主要由 %部分組成 ( 輸入信號(hào)放大電路 3 單片 機(jī) 及其外圍電路 3 顯示電路部分 * 其中 ( 輸入信號(hào)放大電路 又 分 為 頻 率 低 于 /,-. 大 電 路 和 頻 率 介 于 / $,-. 放 0+ 放大電路 4 單片機(jī)及其外圍電路主要完成對(duì)輸入信號(hào)頻 率 進(jìn) 行分頻 3 計(jì)數(shù)計(jì)算 ! 并將處理后的值送到液晶顯示電路進(jìn) 行顯示等功能 * 收稿日期 () $ $ ) $& 8 % 8 & 儀器與儀表 彭 華等 8 一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法 直流工作點(diǎn) * # . 顯示電路 + 相接時(shí)為 ! #$%& 量 頻 段 當(dāng) 開(kāi) 關(guān) #腳 和 (腳 相 接 時(shí) 測(cè) 為

10、# !$%& 測(cè)量頻段 * ) - %/ ! ! 的 計(jì) 數(shù) 結(jié) 果 與 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 計(jì) 數(shù) 值 合 到 一 . . .0 起,通過(guò)二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換處理后通過(guò) 2 口送到液晶顯示模 # 塊 A B ) (顯 示 出 來(lái) * 采 用 A B ) (是 因 為 其 占 用 單 片 / #! / #! 機(jī)資源極少 , 并且可以顯示提示信息 * 如果采用數(shù)碼 管 顯 示, 在工作時(shí)需要單片機(jī)掃描 , 則占用單片機(jī)資源較多 * 特 別值得注意的是 , 液晶顯示模塊 A B ) (的直流工作電壓 / #! 不能超過(guò) ?, 以避免燒毀 , 因此應(yīng)將直流電壓先經(jīng) - ! =? 穩(wěn)壓后再加到液晶模塊 * C

11、 工作原理 圖 ( 信號(hào)放大電路 # ( 閘門(mén)電路 + ( # 工作原理 + 閘門(mén)電路的作用是控制對(duì)放大后的輸入信號(hào)進(jìn)行分頻 和 計(jì)數(shù)的開(kāi)關(guān) , 由一個(gè)兩輸入與非門(mén) - %/ ! 實(shí)現(xiàn) * 計(jì)數(shù) . !0 閘門(mén)的開(kāi)啟 1 關(guān)閉由單片機(jī)軟件通過(guò) 2 + 口 406 7 3( 5 ! 控制 8 當(dāng) 5 !置低電平時(shí) , 閘門(mén)開(kāi)啟 1 利用單片機(jī)內(nèi)部軟件開(kāi)始 06 計(jì)數(shù) ,信號(hào)通過(guò) - %/ ! ! 分頻后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù) . . .0 當(dāng) 軟件計(jì)數(shù)滿 #9 ,5 !置高電平 ,計(jì)數(shù)閘門(mén)關(guān)閉 ,通 后 06 過(guò) 2 口 , (口的前 .位和計(jì)數(shù)器 6 讀取計(jì)數(shù)值 ,計(jì)算輸 ! ! 2 入 信號(hào)頻率

12、并進(jìn)行顯示 * 后續(xù)每秒循環(huán)開(kāi)啟 1 關(guān)閉閘門(mén) , 更 新測(cè)得的頻率并加以顯示 * # 3 單片機(jī)及其外圍電路 + 該頻率計(jì)工作原理比較簡(jiǎn)單 8 放大信號(hào)首先經(jīng)過(guò) # 分 ( 頻 器進(jìn)入單片機(jī) , #9 在 內(nèi)計(jì)數(shù)器 6 對(duì)分頻后的信號(hào)進(jìn)行 ! 計(jì)數(shù) 4 單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器 6 設(shè)置成 # 位計(jì)數(shù)器狀態(tài) 7 這 ! ) , 樣 # 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和內(nèi)部計(jì)數(shù)器 6 共同構(gòu)成 ( 位二 ( ! = 進(jìn) 制計(jì)數(shù)器 然后從 2 口 , (口的前 .位口和 6 讀取計(jì) ! ! 2 數(shù) 值 將計(jì)數(shù)值進(jìn)行二 1十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 ,最后將結(jié)果由 2 口 # 輸出顯示 * 當(dāng) 輸入信號(hào)頻率為 ) 時(shí) 由 ! !$%&

13、, . . 的 D# 腳輸出 ( # ( 頻率 ) ?: , ! (= !$E ,約 # %& 而 6 的最高計(jì)數(shù)頻率為 # + E ( 4 ( 7 約 ( !: ,遠(yuǎn)大于 # %& 單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器 # F. , ? %& ?: , 能保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性 *( 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù)數(shù)值為 = ( = 因此能夠保證在 ! !$%& 測(cè)量范圍內(nèi) ) 3 3* ) ( G( =. ?. ) 計(jì)數(shù)精度為 #%& * ( ( 單片機(jī)工作流程 + 單片機(jī)外圍電路主要由分頻電路和時(shí)鐘電路組成 * 分 頻 電 路 主 要 由 - %/ ! ! (分 頻 器 構(gòu) 成 , 對(duì) 放 大 . . . 0# 后 的信

14、號(hào)進(jìn)行分頻處理 # 分頻 , 其結(jié)果通過(guò) # 只 #: 電 ( ( ; 阻 并行送入單片機(jī)的 2 口和 2 口的前 .位 , (分頻器的 ! ( # 復(fù)位由 2 + 口 406 7 控制 , 如圖 3所示 * 33 5 # 單片機(jī)工作流程如圖 .所示 * 單片機(jī)將計(jì)數(shù)結(jié) 果 送 往 液 晶模塊顯示時(shí) , 首先顯示第一行 , 順序從左向右逐位顯 示, 然后顯示第二行 * 執(zhí)行完顯示程序后 , 單片機(jī)程序跳 轉(zhuǎn)到下一計(jì)數(shù) 1 計(jì)算 1 顯示周期 , 循環(huán)工作 * 圖 . 單片機(jī)工作流程圖 圖 3 單片機(jī)外圍電路與顯示電路 時(shí)鐘電 路 由 單 片 機(jī) 第 # 腳 外 接 # + 晶 ?, 在 各 個(gè)

15、 模 塊 的 直 流 輸 入 并 接 電 解 電 容 用 以 穩(wěn) 定 H 結(jié) 語(yǔ) 該頻率計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 1 精度和靈敏度較高 * 下轉(zhuǎn)第 = 頁(yè) 7 4 ( ) 微電子技術(shù) 李 麗等 C 一種 M 新型邏輯單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) : 表 ! 快速進(jìn)位鏈的延時(shí)模型 第一個(gè)邏輯塊 第二個(gè)邏輯塊 第三個(gè)邏輯塊 第四個(gè)邏輯塊 $ % & $ % & $ % & $ % & # # # # # # # # # # # # # # # # $ # % # & # # & ( ) + ) + + ( $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , *

16、 $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) 表 . 改進(jìn)的行波進(jìn)位結(jié)構(gòu)和兩級(jí)超前 進(jìn)位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) /位進(jìn)位邏輯的延時(shí) 0 超前進(jìn)位 行波進(jìn)位 $ % & ( + ) - * $ $ & + , $ % & ( ) ) $ $ $ $ $ $ $ & + $ $ $ $ ( ( ( ( ) % + - $ $ $ $ $ % % + % , % + - , % $ - 一 個(gè) 就可以實(shí)現(xiàn)了基本全加器4但在實(shí)際電路 的 應(yīng) 用 # 中4 在加法器的輸入

17、端會(huì)出現(xiàn)一些附加電路 D 如乘法器中的 % 4 7, :EF 等簡(jiǎn)單門(mén) G A $ B 就不得不用整個(gè) 輸入 6H 去實(shí)現(xiàn)這些附加邏輯 4 而且 4 他最高也僅能夠?qū)崿F(xiàn) 個(gè)輸入 的 邏輯函數(shù) 4 因此就占有了較多的硬件資源 3 同時(shí) 4 由于輸 出 端的局限 4 使得每個(gè) 一次只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯運(yùn)算 4 不 # 能 合理有效地利用硬件資源 3 則相對(duì)于 A $ B4 7 , 的這種 結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)省了電路所需的 4 # 這不僅將減少所需的硬件 資源 4 同時(shí)還將減少互連線的負(fù)擔(dān) 4 進(jìn)一步地提高時(shí) 延 特 性3 表 I 資源利用率比較 電路 進(jìn)位選 選 $ K LM 結(jié) K J位 多路選 構(gòu)的 序

18、列 擇$位 + N 乘法器 加法器 擇器 發(fā)生器 D $位 G & 一次群 幀同步 碼檢測(cè) 電路 $ % J 交織 編碼器 1 邏輯單元資源利用率的評(píng)估 本 文 所 設(shè) 計(jì) 的 這 種 結(jié) 構(gòu) 可 用 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 任 意 輸 入 的 # 邏輯函數(shù)和某些高達(dá) $ 個(gè)變量的輸入函數(shù) 2 這種結(jié)構(gòu)還可 $ 以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)任意 &輸入邏輯函數(shù)或最多 (輸 入 的 某 些 函 數(shù) 3 在這種 中 4 當(dāng)對(duì) 567 4567 4 和 567 的 ( ) * # 選 擇端配置為 8 9時(shí) 4 #可提供 %個(gè)函數(shù)發(fā)生器 4分別實(shí) , 現(xiàn) %個(gè)任意 &輸入函數(shù) 4 或 者 部 分 (輸 入 的 邏 輯 函 數(shù)

19、3 如 果將 567 的選擇端配置為 8 9 567 的選擇端配置 ,4 * ( 為 8 9時(shí) 4可以實(shí)現(xiàn)任意 輸入的邏輯函數(shù) 4或者 ( $ 個(gè) $ $ 輸 入的邏輯函數(shù)3如果利用 中的級(jí)聯(lián)鏈可以實(shí) 現(xiàn) 更 高 # 扇 入的邏輯函數(shù) 4增加了函數(shù)的實(shí)現(xiàn)能力 3同時(shí) 4每個(gè) # 中所具有的兩個(gè)寄存器和多端輸出特性也都大大地提高了 硬件資源利用率 3 在 實(shí)現(xiàn)函數(shù)能力上 4 由于涉及的因素很多 4 利用數(shù)字通 信系統(tǒng)中的一些典型電路進(jìn)行比較 3 所采用的方法是將 這 些 電路手工映射到所設(shè)計(jì)的 中4得出實(shí)現(xiàn)電路 所 需 的 # 數(shù)量 4 并和利用 :; 公司 A $ B 器件的實(shí)現(xiàn)電路 # ?

20、= 7, 所需的 數(shù)量進(jìn)行比較 4 結(jié)果見(jiàn)表 & 3 # 從表 &中可以清楚地得出這樣一個(gè)結(jié)論 C 實(shí)現(xiàn) 同 一 電 路4 用所設(shè)計(jì)的 所需的個(gè)數(shù)顯著地少于用 A $ B 所 # 7, 需 的 個(gè)數(shù) 4 有時(shí)甚至減少一半 3 雖然 A $ B 也是用 # 7, 作者簡(jiǎn)介 李 劉 麗 橋 用A , 7$ B 占用 的個(gè)數(shù) # 用所設(shè)計(jì) # 所需的個(gè)數(shù) % % * & * $ + % $ ( & & ) $ * 參 考 文 獻(xiàn) O P QRTS=;K $ S = ; 4: A M U?4L W Y Z = R ? ; V=XK S R W5= V = V UU? ; ?=:? O P Y T= R

21、_ _? =M Z X V=S WV ( -Y a A 4$ * 4- ) C$, ) $, & A A * & $D G O P K VVU? T ? RW M % T S =# Z# ? S V :W OPYA A Y X a A 4: a , , % C$ - $ ) L % , 4D G & O P :S ? 4# =? : = R; 6H W# Z & = V R ?; V# R Y ;f= W ?= ? # ? V :K OPYA A , & & $ + R M S X a A 4% , C$ & & Y 女 4$ ) 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)研究生 3 * 男 4$ (

22、 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)研究生導(dǎo)師 4 微電子專(zhuān)業(yè)博士生導(dǎo)師教授 3 *( 科學(xué)技術(shù)出版社 4$ * Y * O P 熊軍鋒 4 陳霞 Y用 :H- K $制作高精度數(shù)字頻率計(jì) OPY % *( X 無(wú)線電 4% , 4 $ G + & Y , *D % C& ) O P 余永權(quán) Y 5A - 系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) O & :H * 5PY北京 C 北 京航空航天大學(xué)出版社 4% , Y ,% O P 赫建國(guó) 4劉立新 4黨劍生 Y嵌入式頻率計(jì)的設(shè)計(jì) OPY現(xiàn)代 X 電子技術(shù) 4% , 4% + C) - Y , & +D G - , gggggggggggggggggggggggg

23、ggggggggggggggggggggggggggggg 上接第 ) 頁(yè) G + D 在實(shí)際制作時(shí) 4為進(jìn)一步提高精度 4單片機(jī)的時(shí)鐘電路 可以選擇溫補(bǔ)晶振 4 制作印制版過(guò)程中應(yīng)在高頻放大電路外 加屏蔽措施 4 以免造成干擾 3 由于 ) b# , 的輸入頻率分 ,E 辨上限為 + ,5bh 因此若要進(jìn)一步提高頻率檢測(cè)范圍 4 就 4 應(yīng)采用分頻比和靈敏度更高的芯片配合輔助電路實(shí)現(xiàn) 3 參 考 文 獻(xiàn) 頻率計(jì)數(shù)器 O O P 徐彤 4張巖 4司鏹 Y ,5bh $ $ 5PY江西 C江西 % 一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次數(shù)

24、： 彭華， 譚洪濤， 康小平， 張學(xué)平， PENG Hua， TAN Hongtao， KANG Xiaoping， ZHANG Xueping 重慶通信學(xué)院重慶 現(xiàn)代電子技術(shù) MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE 2005，28(22) 1次 參考文獻(xiàn)(4條) 1.徐彤.張巖.司鏹 10 MHz頻率計(jì)數(shù)器 1999 2.熊軍鋒.陳霞 用AT89S51制作高精度數(shù)字頻率計(jì)期刊論文-無(wú)線電 2004(12) 3.余永權(quán) ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 2002 4.赫建國(guó).劉立新.黨劍生 嵌入式頻率計(jì)的設(shè)計(jì)期刊論文-現(xiàn)代電子技術(shù) 2003(06) 相似文獻(xiàn)(2條) 1.期刊

25、論文 龔曉暉.袁赟.柯煒.殷奎喜.GONG XIAOHUI.YUAN YUN.KE WEI.YIN KUIXI 基于等精度原理雙蹤頻率計(jì)的設(shè)計(jì) 微計(jì)算機(jī)信息2007,23(16) 介紹了一種實(shí)用型雙蹤頻率計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法,內(nèi)容主要包括該頻率計(jì)的工作原理和硬件結(jié)構(gòu)以及軟件仿真結(jié)果.該頻率計(jì)采用等精度測(cè)量的原理,通過(guò)硬件和軟件 的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)同時(shí)輸入的兩路信號(hào)頻率精確的測(cè)量,并能夠保證在100MHz以下頻段范圍內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)的測(cè)量精度達(dá)到1Hz,具有較高的靈敏度.該頻率計(jì)具有的可雙 蹤測(cè)量、簡(jiǎn)單實(shí)用、精度較高、靈敏度較高等特點(diǎn),使其能夠廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、高頻信號(hào)測(cè)量等眾多環(huán)境,具有相當(dāng)廣闊的使用前景.

26、2.期刊論文 李鵬.于洪珍.徐小民.王超.LI Peng.YU Hong Zhen.XU Xiao Min.WANG Chao 基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器的 研究 -微型機(jī)與應(yīng)用2009,28(9) 針對(duì)鎖相環(huán)技術(shù)頻率合成器的教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示,采用間接式頻率合成技術(shù),結(jié)合鎖相環(huán)技術(shù)以及CPLD技術(shù)等相關(guān)技術(shù),設(shè)計(jì)了一種新的實(shí)用型頻率合成器.本文所 設(shè)計(jì)的電路,通過(guò)鍵盤(pán)輸入,數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示,方便直觀地演示了頻率合成器,達(dá)到了預(yù)期的要求和效果.與以前設(shè)計(jì)的電路相比較,在性能指標(biāo)、用于演示的直觀性 和可操作性方面都有了一定的提高,它不僅可以用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示,還可以用作頻率源、頻率計(jì)等. 引證文獻(xiàn)(1條)

27、 1.劉竹琴.白澤生 一種基于單片機(jī)的數(shù)字頻率計(jì)的實(shí)現(xiàn)期刊論文-現(xiàn)代電子技術(shù) 2010(1) 本文鏈接：/Periodical_xddzjs.aspx 授權(quán)使用：西安工業(yè)大學(xué)(xagydx)，授權(quán)號(hào)：fa-bfd9-487b-b05c-9e 下載時(shí)間：2010年11月1日 1本文由roufeng290貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 現(xiàn)代電子技術(shù) # $ 年第 # 期總第 # 期 ! $% # & ! 電子元器件 一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法 彭 華 ! 譚洪濤 ! 康小平 !

28、張學(xué)平 重慶通信學(xué)院 摘 重慶 #$% $& 要 (介紹了一種實(shí)用型頻率計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法 !主要包括該頻率計(jì)的硬件組成和工作原理 )部分內(nèi)容 *該頻率計(jì)采用簡(jiǎn) 捷 的信號(hào)放大硬件設(shè)計(jì) !使得在應(yīng)用較少元件的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的放大 *通過(guò)硬件和軟件的結(jié)合 !該頻率計(jì)準(zhǔn)確地實(shí) 現(xiàn) 對(duì)輸入信號(hào)頻率的計(jì)算 ! 能保證在 + 以下頻段范圍內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)的計(jì)算精度達(dá)到 /-. 在 $ $,-. 測(cè)量頻段范圍 $,-. * 0+ 內(nèi) ! 該頻率計(jì)能準(zhǔn)確計(jì)算幅度大于 % $12 輸入信號(hào)的頻率 ! 具有較高的靈敏度 * 簡(jiǎn)單實(shí)用 3 精度較高 3 靈敏度較高等特點(diǎn) ! 使得該頻率計(jì)能夠廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室 3 高頻

29、信號(hào)測(cè)量等眾多應(yīng)用環(huán)境 * 關(guān)鍵詞 ( 頻率計(jì) 4 實(shí)用型 4 高精度 4 高靈敏度 中圖分類(lèi)號(hào) (5 % / 6% 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 (7 文章編號(hào) (/ $ % % $ & ) $ & $ $ # 8 9 ) $ ) 8 ) : ; = AC ED G JKEL MB M P HD BJ ? BD F HI D O Q H N 6 ST -U ! WS -X ZV ! R V5 Y X WST 9 V Y ! -WST 9 Z Z _ X U Y b Y cY X a X Z Za 11U Ya e Z ! b Y cY ! $ $ & a V Yd Xe a X Z Z # $ % ! bY

30、VX f hjl( bm nX U g i i 5 V Yno dmVY p pV XnV k q e VrY X nd ed1X nWY dY Y eo b Vo n . o sV V q 1t o b X Ymd b npV d U o m Y Y V o n V Y b n Z X 1VqpXrY n d et Y o Vm dd nZ u m Y Y Z U d pV ! bmd1X ndY V eq m Y ep em Y q q 1 V 1 b Y U V m s Z b t odYde VsU Y qX e Y V d b nd YX /-.p b Y U sU Y qmX X

31、$-. $,-.WY V Vd e b nc d s nd qV odYnVbX s m m Y nc d d s b X+ U m Y e XV eU c V X Z nV $12! XbZ mY x mX X b Y U V pb m 1 o mU e nwZ b Y% Z m b m q Y s m1V d VVnt V Y b ndm7 moX b m 1 m m q 1 V pe mo V Y q e U YewV oXb n d VVn b ndmpbd Y eo e Y nd ebZ X Y b mY x!bmd1X ndYw bd m V oV V! b nd YV obZ U

32、 1 d m U Y V t X y jh d1X nV V4 b X 4 b mY x z | (q 14 nd ebZ d nd Y bZ m m q b npVo n1 t b X VYX b npVV oms n!bmd1X ndYde e b nc d s b Y U m Y e Vo n V Ymv bd1wY X s Vo n Y X q 1 V Vd VsU Y qX V pV U Z 該 頻 率 計(jì) 需 要 的 硬 件 較 少3 結(jié) 構(gòu) 較 簡(jiǎn) 單! 在 $ 0 測(cè)量頻段范圍 內(nèi) 測(cè) 量 精 度 為 /-. 輸 入 靈 敏 度 為 + $,-. ! 能夠較好地適用于實(shí)驗(yàn)室 3

33、 高頻信號(hào)測(cè)量等場(chǎng) %0& $ $12! 合 * /是該頻率計(jì)的方框圖 ! 圖 主要由信號(hào)放大電路 3 單片 機(jī)及其外圍電路 3 液晶顯示電路幾部分組成 * / / 頻率放大與分頻處理電路 t 信 號(hào) 頻 率 低 于 /,-. 放 大 電 路 采 用 兩 級(jí) 放 大 電 路 的 進(jìn)行處理 !如圖 )所示 (第一級(jí)運(yùn)用一個(gè)三極管 / 對(duì)輸 $# 入 信號(hào)放大 !放大量約 & 倍 !放大后信號(hào)幅度達(dá)到 %2 左 $ 右 4第二級(jí)用另一個(gè)三極管 / 接成射隨器 !即能夠穩(wěn)定 $# 放大后的信號(hào)同時(shí)可以對(duì)信號(hào)放大前后進(jìn)行隔離 ! 信號(hào) 經(jīng) 過(guò) 這一級(jí)放大約為 /倍 !信號(hào)幅度仍為 %2*在 $ 0/,

34、-. 頻段范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 % $12* 圖 / 頻率計(jì)方框圖 信 號(hào) 頻 率 高 于 / $,-. 放 大 電 路 也 采 用 兩 級(jí) 放 大 的 $ 電路處理 ! 如圖 )所示 * 不同的是放大器由高速兩輸入與非 門(mén) 8 -a $ 實(shí)現(xiàn) *第一級(jí)與非門(mén)的靜態(tài)工作電壓由 )個(gè) / # $S ,$ 電阻分壓獲得 !為 %2!在輸入信號(hào)一個(gè)周期內(nèi) (正半 周 期內(nèi) !與非門(mén)判為高電平輸入 !輸出為 5 %低電平 !約 5 為 /24 負(fù)半周期內(nèi) ! 與非門(mén)判為低電平輸入 ! 輸出為 5 % 5 高 電平 ! 約為 % #2* 第二級(jí)與非門(mén)用于對(duì)第一級(jí)的輸出信 t 號(hào)進(jìn)行整形 !得到穩(wěn)定的

35、 5 %輸出放大電平 *在這一頻段 5 范圍內(nèi) ! 輸入靈敏度為 & $12* 信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直流電容和二極管限幅網(wǎng)絡(luò)輸入 ! 兩個(gè) 測(cè) 量頻段的轉(zhuǎn)換由圖中的人工開(kāi)關(guān)控制 ! 當(dāng)開(kāi)關(guān) /腳 和 %腳 ! 硬件組成及框圖 該頻率計(jì)主要由 %部分組成 ( 輸入信號(hào)放大電路 3 單片 機(jī) 及其外圍電路 3 顯示電路部分 * 其中 ( 輸入信號(hào)放大電路 又 分 為 頻 率 低 于 /,-. 大 電 路 和 頻 率 介 于 / $,-. 放 0+ 放大電路 4 單片機(jī)及其外圍電路主要完成對(duì)輸入信號(hào)頻 率 進(jìn) 行分頻 3 計(jì)數(shù)計(jì)算 ! 并將處理后的值送到液晶顯示電路進(jìn) 行顯示等功能 * 收稿日期 () $ $

36、 ) $& 8 % 8 & 儀器與儀表 彭 華等 8 一種改進(jìn)的實(shí)用型頻率計(jì)設(shè)計(jì)方法 直流工作點(diǎn) * # . 顯示電路 + 相接時(shí)為 ! #$%& 量 頻 段 當(dāng) 開(kāi) 關(guān) #腳 和 (腳 相 接 時(shí) 測(cè) 為 # !$%& 測(cè)量頻段 * ) - %/ ! ! 的 計(jì) 數(shù) 結(jié) 果 與 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 計(jì) 數(shù) 值 合 到 一 . . .0 起,通過(guò)二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換處理后通過(guò) 2 口送到液晶顯示模 # 塊 A B ) (顯 示 出 來(lái) * 采 用 A B ) (是 因 為 其 占 用 單 片 / #! / #! 機(jī)資源極少 , 并且可以顯示提示信息 * 如果采用數(shù)碼 管 顯 示, 在工作時(shí)需要單片機(jī)掃

37、描 , 則占用單片機(jī)資源較多 * 特 別值得注意的是 , 液晶顯示模塊 A B ) (的直流工作電壓 / #! 不能超過(guò) ?, 以避免燒毀 , 因此應(yīng)將直流電壓先經(jīng) - ! =? 穩(wěn)壓后再加到液晶模塊 * C 工作原理 圖 ( 信號(hào)放大電路 # ( 閘門(mén)電路 + ( # 工作原理 + 閘門(mén)電路的作用是控制對(duì)放大后的輸入信號(hào)進(jìn)行分頻 和 計(jì)數(shù)的開(kāi)關(guān) , 由一個(gè)兩輸入與非門(mén) - %/ ! 實(shí)現(xiàn) * 計(jì)數(shù) . !0 閘門(mén)的開(kāi)啟 1 關(guān)閉由單片機(jī)軟件通過(guò) 2 + 口 406 7 3( 5 ! 控制 8 當(dāng) 5 !置低電平時(shí) , 閘門(mén)開(kāi)啟 1 利用單片機(jī)內(nèi)部軟件開(kāi)始 06 計(jì)數(shù) ,信號(hào)通過(guò) - %/ !

38、 ! 分頻后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)數(shù) . . .0 當(dāng) 軟件計(jì)數(shù)滿 #9 ,5 !置高電平 ,計(jì)數(shù)閘門(mén)關(guān)閉 ,通 后 06 過(guò) 2 口 , (口的前 .位和計(jì)數(shù)器 6 讀取計(jì)數(shù)值 ,計(jì)算輸 ! ! 2 入 信號(hào)頻率并進(jìn)行顯示 * 后續(xù)每秒循環(huán)開(kāi)啟 1 關(guān)閉閘門(mén) , 更 新測(cè)得的頻率并加以顯示 * # 3 單片機(jī)及其外圍電路 + 該頻率計(jì)工作原理比較簡(jiǎn)單 8 放大信號(hào)首先經(jīng)過(guò) # 分 ( 頻 器進(jìn)入單片機(jī) , #9 在 內(nèi)計(jì)數(shù)器 6 對(duì)分頻后的信號(hào)進(jìn)行 ! 計(jì)數(shù) 4 單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器 6 設(shè)置成 # 位計(jì)數(shù)器狀態(tài) 7 這 ! ) , 樣 # 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和內(nèi)部計(jì)數(shù)器 6 共同構(gòu)成 ( 位二 ( !

39、= 進(jìn) 制計(jì)數(shù)器 然后從 2 口 , (口的前 .位口和 6 讀取計(jì) ! ! 2 數(shù) 值 將計(jì)數(shù)值進(jìn)行二 1十進(jìn)制轉(zhuǎn)換 ,最后將結(jié)果由 2 口 # 輸出顯示 * 當(dāng) 輸入信號(hào)頻率為 ) 時(shí) 由 ! !$%& , . . 的 D# 腳輸出 ( # ( 頻率 ) ?: , ! (= !$E ,約 # %& 而 6 的最高計(jì)數(shù)頻率為 # + E ( 4 ( 7 約 ( !: ,遠(yuǎn)大于 # %& 單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器 # F. , ? %& ?: , 能保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性 *( 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù)數(shù)值為 = ( = 因此能夠保證在 ! !$%& 測(cè)量范圍內(nèi) ) 3 3* ) ( G( =. ?. ) 計(jì)

40、數(shù)精度為 #%& * ( ( 單片機(jī)工作流程 + 單片機(jī)外圍電路主要由分頻電路和時(shí)鐘電路組成 * 分 頻 電 路 主 要 由 - %/ ! ! (分 頻 器 構(gòu) 成 , 對(duì) 放 大 . . . 0# 后 的信號(hào)進(jìn)行分頻處理 # 分頻 , 其結(jié)果通過(guò) # 只 #: 電 ( ( ; 阻 并行送入單片機(jī)的 2 口和 2 口的前 .位 , (分頻器的 ! ( # 復(fù)位由 2 + 口 406 7 控制 , 如圖 3所示 * 33 5 # 單片機(jī)工作流程如圖 .所示 * 單片機(jī)將計(jì)數(shù)結(jié) 果 送 往 液 晶模塊顯示時(shí) , 首先顯示第一行 , 順序從左向右逐位顯 示, 然后顯示第二行 * 執(zhí)行完顯示程序后 ,

41、 單片機(jī)程序跳 轉(zhuǎn)到下一計(jì)數(shù) 1 計(jì)算 1 顯示周期 , 循環(huán)工作 * 圖 . 單片機(jī)工作流程圖 圖 3 單片機(jī)外圍電路與顯示電路 時(shí)鐘電 路 由 單 片 機(jī) 第 # 腳 外 接 # + 晶 ?, 在 各 個(gè) 模 塊 的 直 流 輸 入 并 接 電 解 電 容 用 以 穩(wěn) 定 H 結(jié) 語(yǔ) 該頻率計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 1 精度和靈敏度較高 * 下轉(zhuǎn)第 = 頁(yè) 7 4 ( ) 微電子技術(shù) 李 麗等 C 一種 M 新型邏輯單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) : 表 ! 快速進(jìn)位鏈的延時(shí)模型 第一個(gè)邏輯塊 第二個(gè)邏輯塊 第三個(gè)邏輯塊 第四個(gè)邏輯塊 $ % & $ % & $ % & $ % & # # # # # # #

42、 # # # # # # # # # $ # % # & # # & ( ) + ) + + ( $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ $ $ , $ , * $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ ( $ $ $ & $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) $ * $ $ $ ) 表 . 改進(jìn)的行波進(jìn)位結(jié)構(gòu)和兩級(jí)超前 進(jìn)位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) /位進(jìn)位邏輯的延時(shí) 0 超前進(jìn)位 行波進(jìn)位 $ % & ( + ) - * $ $ & + , $ % & ( ) ) $ $ $ $ $ $ $

43、 & + $ $ $ $ ( ( ( ( ) % + - $ $ $ $ $ % % + % , % + - , % $ - 一 個(gè) 就可以實(shí)現(xiàn)了基本全加器4但在實(shí)際電路 的 應(yīng) 用 # 中4 在加法器的輸入端會(huì)出現(xiàn)一些附加電路 D 如乘法器中的 % 4 7, :EF 等簡(jiǎn)單門(mén) G A $ B 就不得不用整個(gè) 輸入 6H 去實(shí)現(xiàn)這些附加邏輯 4 而且 4 他最高也僅能夠?qū)崿F(xiàn) 個(gè)輸入 的 邏輯函數(shù) 4 因此就占有了較多的硬件資源 3 同時(shí) 4 由于輸 出 端的局限 4 使得每個(gè) 一次只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯運(yùn)算 4 不 # 能 合理有效地利用硬件資源 3 則相對(duì)于 A $ B4 7 , 的這種 結(jié) 構(gòu)設(shè)

44、計(jì)節(jié)省了電路所需的 4 # 這不僅將減少所需的硬件 資源 4 同時(shí)還將減少互連線的負(fù)擔(dān) 4 進(jìn)一步地提高時(shí) 延 特 性3 表 I 資源利用率比較 電路 進(jìn)位選 選 $ K LM 結(jié) K J位 多路選 構(gòu)的 序列 擇$位 + N 乘法器 加法器 擇器 發(fā)生器 D $位 G & 一次群 幀同步 碼檢測(cè) 電路 $ % J 交織 編碼器 1 邏輯單元資源利用率的評(píng)估 本 文 所 設(shè) 計(jì) 的 這 種 結(jié) 構(gòu) 可 用 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 任 意 輸 入 的 # 邏輯函數(shù)和某些高達(dá) $ 個(gè)變量的輸入函數(shù) 2 這種結(jié)構(gòu)還可 $ 以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)任意 &輸入邏輯函數(shù)或最多 (輸 入 的 某 些 函 數(shù) 3 在這種 中 4

45、 當(dāng)對(duì) 567 4567 4 和 567 的 ( ) * # 選 擇端配置為 8 9時(shí) 4 #可提供 %個(gè)函數(shù)發(fā)生器 4分別實(shí) , 現(xiàn) %個(gè)任意 &輸入函數(shù) 4 或 者 部 分 (輸 入 的 邏 輯 函 數(shù) 3 如 果將 567 的選擇端配置為 8 9 567 的選擇端配置 ,4 * ( 為 8 9時(shí) 4可以實(shí)現(xiàn)任意 輸入的邏輯函數(shù) 4或者 ( $ 個(gè) $ $ 輸 入的邏輯函數(shù)3如果利用 中的級(jí)聯(lián)鏈可以實(shí) 現(xiàn) 更 高 # 扇 入的邏輯函數(shù) 4增加了函數(shù)的實(shí)現(xiàn)能力 3同時(shí) 4每個(gè) # 中所具有的兩個(gè)寄存器和多端輸出特性也都大大地提高了 硬件資源利用率 3 在 實(shí)現(xiàn)函數(shù)能力上 4 由于涉及的因素很

46、多 4 利用數(shù)字通 信系統(tǒng)中的一些典型電路進(jìn)行比較 3 所采用的方法是將 這 些 電路手工映射到所設(shè)計(jì)的 中4得出實(shí)現(xiàn)電路 所 需 的 # 數(shù)量 4 并和利用 :; 公司 A $ B 器件的實(shí)現(xiàn)電路 # ? = 7, 所需的 數(shù)量進(jìn)行比較 4 結(jié)果見(jiàn)表 & 3 # 從表 &中可以清楚地得出這樣一個(gè)結(jié)論 C 實(shí)現(xiàn) 同 一 電 路4 用所設(shè)計(jì)的 所需的個(gè)數(shù)顯著地少于用 A $ B 所 # 7, 需 的 個(gè)數(shù) 4 有時(shí)甚至減少一半 3 雖然 A $ B 也是用 # 7, 作者簡(jiǎn)介 李 劉 麗 橋 用A , 7$ B 占用 的個(gè)數(shù) # 用所設(shè)計(jì) # 所需的個(gè)數(shù) % % * & * $ + % $ (

47、& & ) $ * 參 考 文 獻(xiàn) O P QRTS=;K $ S = ; 4: A M U?4L W Y Z = R ? ; V=XK S R W5= V = V UU? ; ?=:? O P Y T= R_ _? =M Z X V=S WV ( -Y a A 4$ * 4- ) C$, ) $, & A A * & $D G O P K VVU? T ? RW M % T S =# Z# ? S V :W OPYA A Y X a A 4: a , , % C$ - $ ) L % , 4D G & O P :S ? 4# =? : = R; 6H W# Z & = V R ?; V# R Y ;f= W ?= ? # ? V :K OPYA A , & & $ + R M S X a A 4% , C$ & & Y 女 4$ ) 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)研究生 3 * 男 4$ ( 年出生 4 貴州大學(xué)電路與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)研究生導(dǎo)師 4 微電子專(zhuān)業(yè)博士生導(dǎo)師教授 3 *( 科學(xué)技術(shù)出版社 4$ * Y * O P 熊軍鋒 4 陳霞 Y用 :H