CN206193095U - 一种手持式频率计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种手持式频率计，包括：放大电路、整形比较电路、分频电路、控制电路和显示电路放大电路的输入端连接采样电压信号提供端子，其输出端连接整形比较电路输入端；分频电路包括转接器和触发器；转接器包括信号输入端、第一输出端和第二输出端，其中，信号输入端与整形比较电路输出端连接；触发器包括分频输入引脚和输出引脚，分频输入引脚连接转接器第二输出端，输出引脚与转接器第一输出端连接；本实用新型提供的手持式频率计设计了一款价格低廉、测试精度高、工作稳定的实用型新型频率计。
Description
技术领域
本实用新型涉及频率计技术领域，尤其涉及一种手持式频率计。
背景技术
频率是数字信号处理、通信等领域中常用到的物理量，其中时间、速度等物理量都可以用频率来表示。近年来随着现代工业的发展，高精度的频率计得到广泛的应用，如各大高校和科研院所的实验室等都需要用到频率计。
频率检测是电子测量领域最基本的测量，频率信号具有抗干扰能力强、适合远距离传输等优点，而数字化频率的测量方法因其精度高、抗干扰能力强、算法灵活等优点被广泛应用。但是目前能够满足高精度测量要求的频率计结构复杂而且价格昂贵，因此设计一款精度高、成本低的频率计就十分必要了。
目前市场上常见带宽超过1M的频率计，售价均超过3000元人民币；带宽在200M以内的频率计售价超过1500元人民币，而且精度误差超过1％。
实用新型内容
基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种手持式频率计。
本实用新型提出的一种手持式频率计，包括：放大电路、整形比较电路、分频电路、控制电路和显示电路；
放大电路的输入端连接采样电压信号提供端子，其输出端连接整形比较电路输入端；
分频电路包括转接器和触发器；转接器包括信号输入端、第一输出端和第二输出端，其中，信号输入端与整形比较电路输出端连接；触发器包括分频输入引脚和输出引脚，分频输入引脚连接转接器第二输出端，输出引脚与转接器第一输出端连接；
控制电路包括逻辑比较单元和控制器；逻辑比较单元的输入端连接触发器输出引脚，其输出端通过控制器连接显示电路。
优选地，采样电压信号提供端子采用高频接线头或普通接线头。
优选地，放大电路为采用0PA690运放构建的反向放大电路。
优选地，放大电路包括第一运放、第一电阻、第二电阻和第四电阻；第一运放反相输入端通过第二电阻接地并通过第一电阻连接其输出端，其同相输入端连接采样电压信号提供端子并通过第四电阻接地。
优选地，整形比较电路为采用MAX913运放搭建的正向比较电路。
优选地，整形比较电路包括第二运放和第五电阻；第二运放反向输入端接地，其同相输入端通过第五电阻连接其输出端并连接放大电路输出端。
优选地，第二运放输入端与放大电路输出端之间设置有第三电阻。
优选地，触发器采用双D触发器SN74LS74。
优选地，控制电路采用单片机。
优选地，放大电路输出端连接有放大输出端子，整形比较电路输出端连接有整形输出端子，触发器输出引脚连接有分频输出端子。
本实用新型中，采用放大电路对采样信号进行放大，便于提高后续信号处理的精度。整形比较电路通过线性比较将放大后的采样信号转换为方波信号，可防止信号发生振荡。
本实用新型中，通过分频电路进行可选频率输出，并通过逻辑比较单元对分频电路输出信号进行判断后，控制器控制显示电路对频率判断结果进行显示。
本实用新型提供的手持式频率计设计了一款价格低廉、测试精度高、工作稳定的实用型新型频率计。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种手持式频率计结构示意图；
图2为放大电路和整形比较电路原理图；
图3为分频电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提出的一种手持式频率计，包括：放大电路、整形比较电路、分频电路、控制电路和显示电路。
参照图2，放大电路为采用0PA690运放构建的反向放大电路。具体地，放大电路包括第一运放U2、第一电阻R1、第二电阻R2和第四电阻R4。第一运放U2反相输入端通过第二电阻R2接地并通过第一电阻R1连接其输出端，其同相输入端作为放大电路输入端连接采样电压信号提供端子并通过第四电阻R4接地。
本实施方式中，采样电压信号提供端子采用高频接线头或普通接线头。具体地，可使放大电路输入端即第一运放U2同相输入端并联高频接线头和普通接线头，为采用电压信号的输入提供多种可能。
本实施方式中，第一运放U2采用0PA690，并构建反向放大电路，可将采样信号放大至正负5伏电平范围内，以满足CPU自带ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)的采集电压幅值要求。
整形比较电路为采用MAX913运放搭建的正向比较电路。整形比较电路包括第二运放U3和第五电阻R5。第二运放U3反向输入端接地，其同相输入端作为整形比较电路输入端通过第五电阻R5连接其输出端并连接第一运放U2输出端即放大电路输出端。整形比较电路可将放大电路输出的放大信号转换为方波信号。
本实施方式中，第二运放输入端与第一运放输出端之间设置有第三电阻R3进行限流对第二运放U3提供保护，。
参照图3，分频电路包括转接器P5和触发器U4B，触发器U4B采用双D触发器U4BSN74LS74。转接器P5包括信号输入端、第一输出端和第二输出端，其中，信号输入端与整形比较电路输出端连接。触发器U4B包括分频输入引脚和输出引脚，分频输入引脚连接转接器P5第二输出端，输出引脚与转接器P5第一输出端连接。
如此，当转接器P5输入端与第二输出端连接，整形比较电路输出的整形方波信号通过触发器U4B分频输入引脚接入触发器U4B，整形方波信号对触发器U4B进行触发，从而，触发器U4B输出引脚输出触发信号；当转接器P5输入端与第一输出端连接，整形比较电路输出的整形方波信号直接通过触发器U4B输出引脚输出。
本实施方式中，触发信号依然为方波信号，且触发信号的周期为整形方波信号的两倍，从而对触发信号和整形方波信号进行区分。
控制电路包括逻辑比较单元和控制器。逻辑比较单元的输入端连接触发器U4B输出引脚，其输出端通过控制器连接显示电路。本实施方式中，控制电路采用单片机。
触发器U4B输出引脚作为分频电路输出端，其连接单片机的外部中断入口即逻辑比较单元输入端，逻辑比较单元通过单片机内预设软件编程监测外部中断入口输入的方波的上升沿或下降沿即可准确计算出所测信号的频率。
当外部中断入口接收到方波信号的边沿跳变时，内部计数器开始计数，直到控制外部中断入口接收下一个同样的边沿，计数器停止计数，计数器所计时间即为所测信号的一个周期时间。最后，控制器即单片机通过P1口将计算所得结果发送至显示电路几in下显示。本实施方式中，显示电路采用显示器，显示器是目前市场上应用最多的显示设备之一，其通信方式简单可靠，价格便宜。本实施方式中，显示器的选择主要以价格便宜、工作可靠、体积小、显示简洁大方为目的。具体地，显示电路可采用那个LCD1602。控制器将计数器的结果换成为所测信号频率后，通过P1口将数据发送至显示器，显示器可实时显示所测信号的频率值。
本实施方式中，放大电路输出端连接有放大输出端子P3，整形比较电路输出端连接有整形输出端子P4，触发器U4B输出引脚连接有分频输出端子P6。如此，可通过将放大输出端子P3、整形输出端子P4、分频输出端子P6以及高频接线头和普通接线头连接到显示电路，通过对放大信号、整形方波信号、分频电路输出信号以及采样信号的显示，可对各阶段信号波形的变化进行直观了解。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种手持式频率计，其特征在于，包括：放大电路、整形比较电路、分频电路、控制电路和显示电路；
放大电路的输入端连接采样电压信号提供端子，其输出端连接整形比较电路输入端；
分频电路包括转接器(P5)和触发器(U4B)；转接器(P5)包括信号输入端、第一输出端和第二输出端，其中，信号输入端与整形比较电路输出端连接；触发器(U4B)包括分频输入引脚和输出引脚，分频输入引脚连接转接器(P5)第二输出端，输出引脚与转接器(P5)第一输出端连接；
控制电路包括逻辑比较单元和控制器；逻辑比较单元的输入端连接触发器(U4B)输出引脚，其输出端通过控制器连接显示电路。
2.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，采样电压信号提供端子采用高频接线头或普通接线头。
3.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，放大电路为采用0PA690运放构建的反向放大电路。
4.如权利要求3所述的手持式频率计，其特征在于，放大电路包括第一运放(U2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第四电阻(R4)；第一运放(U2)反相输入端通过第二电阻(R2)接地并通过第一电阻(R1)连接其输出端，其同相输入端连接采样电压信号提供端子并通过第四电阻(R4)接地。
5.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，整形比较电路为采用MAX913运放搭建的正向比较电路。
6.如权利要求5所述的手持式频率计，其特征在于，整形比较电路包括第二运放(U3)和第五电阻(R5)；第二运放(U3)反向输入端接地，其同相输入端作为整形比较电路输入端通过第五电阻(R5)连接其输出端并连接放大电路输出端。
7.如权利要求6所述的手持式频率计，其特征在于，第二运放输入端与放大电路输出端之间设置有第三电阻(R3)。
8.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，触发器(U4B)采用双D触发器(U4B)SN74LS74。
9.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，控制电路采用单片机。
10.如权利要求1所述的手持式频率计，其特征在于，放大电路输出端连接有放大输出端子(P3)，整形比较电路输出端连接有整形输出端子(P4)，触发器(U4B)输出引脚连接有分频输出端子(P6)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110299037A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-01 | 广西农业职业技术学院 | 一个电工培训用的人工救护训练及考核装置及方法 |
| CN111929498A (zh) * | 2020-10-12 | 2020-11-13 | 浙江杭可仪器有限公司 | 一种频率采样电路及其设计方法 |
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