電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程 教案 14.6數(shù)字頻率計(jì)

教案首頁(yè)專業(yè)：科目：電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)授課人：授課日期授課班級(jí)計(jì)劃課時(shí)實(shí)用課時(shí)審批簽字22課題14.6數(shù)字頻率計(jì)教學(xué)目的數(shù)字頻率計(jì)用于測(cè)量信號(hào)（方波、正弦波或其他脈沖信號(hào)）的頻率，并用十進(jìn)制數(shù)顯示，它具有精度高、測(cè)量迅速、讀數(shù)方便等優(yōu)點(diǎn)。主要教學(xué)內(nèi)容1．控制電路控制電路與主控門電路如圖14-22所示。圖14-22控制電路與主控門電路主控電路由雙D觸發(fā)器CC4013及“與非門”CC4011構(gòu)成。CC4013（a）的任務(wù)是輸出閘門信號(hào)，以控制主控門G2的開啟與關(guān)閉。如果通過開關(guān)選擇一個(gè)時(shí)基信號(hào)，當(dāng)給“與非門”G1輸入一個(gè)時(shí)基信號(hào)的下降沿時(shí)，“與非門”G1就輸出一個(gè)上升沿，則CC4013（a）的端就由低電平變?yōu)楦唠娖?，將主控門G2開啟，允許被測(cè)信號(hào)通過該主控門并送至計(jì)數(shù)器的輸入端進(jìn)行計(jì)數(shù)。相隔1s（或0.1s、10ms、1ms）后，又給“與非門”G1輸入一個(gè)時(shí)基信號(hào)的下降沿，“與非門”G1的輸出端又產(chǎn)生一個(gè)上升沿，使CC4013（a）的端變?yōu)榈碗娖剑瑢⒅骺亻T關(guān)閉，使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，同時(shí)端產(chǎn)生一個(gè)上升沿，使CC4013（b）翻轉(zhuǎn)成，，由于，因此它將立即封鎖“與非門”G1，不再讓時(shí)基信號(hào)進(jìn)入CC4013（a），保證在顯示讀數(shù)的時(shí)間內(nèi)端始終保持低電平，使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。將Q2脈沖信號(hào)送到下一級(jí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)所調(diào)節(jié)的延時(shí)時(shí)間時(shí)，電路輸出端立即輸出一個(gè)正脈沖，將計(jì)數(shù)器和所有D觸發(fā)器全部置零。復(fù)位后，，為下一次測(cè)量做好準(zhǔn)備。當(dāng)時(shí)基信號(hào)又產(chǎn)生下降沿時(shí)，則上述過程重復(fù)。2．微分、整形電路微分、整形電路如圖14-23所示。CC4013（b）的端所產(chǎn)生的上升沿經(jīng)微分電路后，送到由“與非門”CC4011組成的施密特整形電路的輸入端，在其輸出端可得到一個(gè)邊沿十分陡峭且具有一定脈沖寬度的負(fù)脈沖，再送至下一級(jí)延時(shí)電路。圖14-23微分、整形電路3．延時(shí)電路延時(shí)電路由D觸發(fā)器CC4013、積分電路（由電位器RP1和電容C2組成）、非門G2及單穩(wěn)態(tài)電路組成，如圖14-24所示。由于CC4013的D3端接，因此在P2點(diǎn)所產(chǎn)生的上升沿的作用下CC4013翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)后=0，由于開機(jī)置零時(shí)G1輸出的正脈沖將CC4013的Q3端置零，因此=1，經(jīng)二極管2AP9迅速給電容C2充電，使C2兩端的電壓達(dá)高電平，而此時(shí)=0，電容C2經(jīng)電位器RP1緩慢放電。當(dāng)電容C2上的電壓降至非門G2的閾值電平時(shí)，非門G2的輸出端立即產(chǎn)生一個(gè)上升沿，觸發(fā)下一級(jí)單穩(wěn)態(tài)電路。此時(shí)，P3點(diǎn)輸出一個(gè)正脈沖，該脈沖寬度主要取決于時(shí)間常數(shù)的值，延時(shí)時(shí)間為上一級(jí)電路的延時(shí)時(shí)間及這一級(jí)電路的延時(shí)時(shí)間之和。圖14-24延時(shí)電路由實(shí)驗(yàn)求得，如果電位器用510Ω的電阻代替，C2取，則總的延時(shí)時(shí)間就是顯示器所顯示的時(shí)間，為3s左右。如果電位器用2MΩ的電阻取代，C2取，則延時(shí)時(shí)間可達(dá)10s左右。可見，通過調(diào)節(jié)電位器可以改變延時(shí)時(shí)間。4．自動(dòng)置零電路P3點(diǎn)產(chǎn)生的正脈沖送到圖14-25所示的由或門組成的自動(dòng)置零電路，將各計(jì)數(shù)器及所有的觸發(fā)器置零。在復(fù)位脈沖的作用下，，，于是端的高電平經(jīng)二極管2AP9再次對(duì)電容C2充電，補(bǔ)上剛才放掉的電荷，使C2兩端的電壓恢復(fù)為高電平，又因?yàn)镃C4013（b）復(fù)位后使再次變?yōu)楦唠娖?，所以圖14-22中的G1又被開啟，電路重復(fù)上述變化過程。圖14-25自動(dòng)置零電路教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)教學(xué)教具數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)作業(yè)使用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)與制作一臺(tái)簡(jiǎn)易的數(shù)字頻率計(jì)，應(yīng)具有下述功能。1．位數(shù)：計(jì)4位十進(jìn)制數(shù)。2．量程：最大讀數(shù)是9999Hz，閘門信號(hào)的采樣時(shí)間為1s。3．顯示方式：用七段LED數(shù)碼管顯示讀數(shù)，做到顯示穩(wěn)定、不跳變。4．具有“自檢”功能。5．被測(cè)信號(hào)為方波、三角波、正弦波信號(hào)。6．畫出設(shè)計(jì)的數(shù)字頻率計(jì)的