内容发布更新时间 : 2024/5/18 8:20:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第一章 绪 论

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的出现和发展，使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化，形成一种完全突破传统概念的新一代测量仪器。频率计广泛采用了高速集成电路和大规模集成电路，使仪器在小型化、耗电、可靠性等方面都发生了重大的变化。对石英晶体振荡器，各种信号发生器，各种倍频和分频电路输出信号的频率需要测量；广播，电视，电讯，微电子技术等现代化的科学领域，更需要进行频率测量。

采用不同的测量原理，可以设计出不同结构的频率测量仪器，所以按测量原理来分，数字频率计可分为谐振式，比较式和计数式三类；按选用电路形式来分，它又可以分为模拟式和数字式两类。

通常能对频率和时间两种以上功能测量的数字化测量仪器，称为数字频率计，有时也称为通用计数器或电子计数器。当前较多采用的是数字频率计。计数式频率计是基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字计数技术发展起来的一类新型数字仪器。与其他电子仪器一样，数字频率计也经历了电子管，晶体管和集成电路等几个阶段，其性能日臻完善，功能不断扩大，若配以适当的插件或传感器，还可以对多种电量和非电量进行测量。

1.1 频率计的概述

数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器。它是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。它的基本功能是测量正弦信号，方波信号及其他各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。

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本数字频率计将采用定时、计数的方法测量频率，采用一个1602A LCD显示器动态显示6位数。测量范围从1Hz—10kHz的正弦波、方波、三角波，时基宽度为1us,10us,100us,1ms。用单片机实现自动测量功能。

1.2 频率计的主要性能

1.2.1. 测试功能

它表明数字频率计所具备的全部测试功能，一般包括测频，周期，累计脉冲数，频率比，时间间隔及自较等功能。

1.2.2. 测量范围

它说明不同功能的有效测量范围。如测频率时，测量范围是数字频率计处于正常工作条件下，被测信号的频率范围，一般用频率的上，下限值表示，低端大部分从10HZ开始；高端因不同的频率计而异。因此高端频率是确定低，中，高速计数器的依据。在测量周期时，测量范围常用周期的最大值，最小值表示。

1.2.3. 输入特性

数字频率计一般有2~3个输入通道，测试不同项目时，被测信号可经不同的通道输入仪器。输入特性是表明数字式频率计于被测信号源相连的一组特性参数，通常包括以下几个方面。

（1）输入灵敏度。通常指仪器能正常工作的最小输入电压的有效值。常用的数字频率计的灵敏度在100mV左右。

（2）最大输入电压。指仪器所能允许的最大输入电压值，被测信号超过该值，则仪器不能保证正常工作，甚至会损坏。

（3）输入耦合方式。仪器设置AC和DC两种耦合方式。AC耦合时，被测信号经隔直电容输入，DC耦合时，被测信号直接进入输入电路。AC耦合时适用于测量带有直流电平的信号，DC耦合适用于低频脉冲或阶跃方波信号的测量。 （4）输入阻抗。为了减轻信号源的负载，数字式频率计一般采用高频输入阻抗。输入阻抗由输入电阻和输入电容两部分组成。

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1.2.4. 显示及工作方式

它表明可显示的内容，显示数字的位数，所用的显示器件以及一次测量完毕显示测量结果的持续时间。有的还说明电子计数器是“不记忆”显示方式或“记忆”显示方式。

1.2.5. 输出

仪器可以直接输出的标准频率信号有几种，而且可以表明输出测量数据的编码方式和输出电平等。