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基于ICM7216的150MHz数字频率计制作方法

摘要:频率计又称为频率计数器,是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器。频率计主要由四个部分构成:时基(t)电路、输入电路、计数显示电路以及控制电路。在制作高频电路时,会经常碰到频率测量的问题,实际上频率计(frequencycounter)是一种比较容易自制的电子设备。本文主要江苏的是频率计的制作过程,性能并不逊色一般厂商所制造的产品。
在制作高频电路时,会经常碰到频率测量的问题,实际上频率计(frequencycounter)是一种比较容易自制的电子设备。以下将要制作的频率计,其性能并不逊色于一般厂商所制造的产品。
所制作的频率计电气指标如下:
(1)显示的位数:8位数led
(2)频率测试范围:10hz10mhz,利用预置分频器(prescaler)做1/100分频,可达150mhz
(3)基准时间稳定度:由於使用tcxo单元(温度补偿型晶体振荡电路),温度特性±3ppm/-2060℃agingrate±1ppm/年。
以上指标参数达到甚至超过了一般厂商所生产的频率计指标参数。
频率计方块图
(主要电路为输入用放大器,prescaler,显示器。除此之外,王要的控制电路,计数电路,显示电路等,都已经包括在频率计用lsi的内部。)
频率计的构成
准备制作的频率计电路原理图
▲计数用(计频用)ic;
此制作使用icm7216b(intersil)公司。此一ic的内部含有8位数bcd计数器,bcdto7字节解码器segmentdecoder,控制电路等。再追加周边的宽频带放大器,led躯动器等,便可以完成频率计。
▲基准时间信号产生电路
tcxo单元主要参数指标,可以看出它具备了相当优异的频率稳定性能。tcxo的振荡频率为12.8mhz,利用分频用ic74hc4060,做1/128分频,然后将基准频率100khz供给频率计用lsi。
温度补偿型晶体振荡器tcxotco·703a的特性(由於内藏有温度补偿电路,频率稳定度良好。振荡频率为12.8mhz,再利用分频用ic74hc4060做1/128分频,成为100khz)
tcxotco-703a性能指标参数
输出频率10mhz12.8mhz或14.5mhz
电源电压5v±5%
工作耗电≤5ma
输出电平1vp-p
负载20kω//5pf
频率稳定度温度特征±3ppm/-2060℃
电源变动特征±0.3ppm/5v±5%
长期特征±1ppm/(年)
频率可调范围大于(内含修整电容)
同系列产品可供频率选择10mhz24mhz
▲前置分频器电路
由於icm7216b的频率上限为10mhz,利用前置分频器,可以提高频率的应用上限。图41所示的为前置分频器电路图,前置分频器为做1/100分频。
l/100分频的前置分频电路
(计频器iczui大输入频率仅为10mhz,因此,利用预置分频器做1/100分频,可以扩大测试的频率范围。)
频率计的制作与调整
频率计的零件配置与印刷电路基板图样
在印刷电路基板上,包含有整流电路与稳压电路。
数值显示用的led使用八段共阴极型(commoncathode)led,尺寸大点可以得到良好的观察效果。当然如果无法得到此种规格的led,也可以视所能取得led规格,对印刷电路基板作必要的修改。
基板完成后,利用宽频带放大器的vr10k,将2sc2347的集电极电压调整为2.5v。其它没什么需要调整的地方,找个漂亮的外壳把整个电路装上,整个频率器的制作便算完成了。
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