一種頻率顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頻率顯示裝置，包括限幅電路、閘門電路、閘門時間定時器、置零電路、計數(shù)器電路和數(shù)碼顯示電路，該閘門電路分別連接限幅電路和閘門時間定時器，該閘門電路與計數(shù)器電路以及數(shù)碼顯示電路依次連接，且計數(shù)器電路和閘門時間定時器之間設(shè)置有置零電路；其中，該閘門電路用于控制被測信號進入計數(shù)器電路，該計數(shù)器電路測量被測信號的頻率，并將測得的計數(shù)信號發(fā)送到數(shù)碼顯示電路，通過該數(shù)碼顯示電路顯示被測信號的頻率；該閘門時間定時器用于發(fā)送給該閘門電路一閘門信號，該閘門電路根據(jù)閘門信號控制該被測信號進入計數(shù)器電路，該置零電路用于該計數(shù)器電路的復位。通過該頻率顯示裝置有效提高頻率顯示的準確性，并有效減低成本。
【專利說明】一種頻率顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及頻率顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種頻率顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子技術(shù)中，如計算機、通訊設(shè)備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域，頻率是最基本的參數(shù)之一，并且與許多電參量的測量方案、測量結(jié)構(gòu)都有十分密切的關(guān)系，因此頻率的測量與顯示就顯得尤其重要。
[0003]頻率是單位時間(Is)信號周期變化的次數(shù)，能夠完成頻率測量的儀器有數(shù)字頻率計或電子計數(shù)器電路，其計數(shù)值代表頻率值。為了進行頻率測量，首先必須獲得穩(wěn)定與準確的閘門時間，同時需將被測信號轉(zhuǎn)換成幅度與波形均能被計數(shù)電路識別的脈沖信號(統(tǒng)稱為通道電路，包括放大電路、整形電路等)，但由于涉及要求上只考慮方波，所以在具體實施過程中該部分電路可以省略。而在現(xiàn)有技術(shù)的頻率顯示裝置或頻率計結(jié)構(gòu)通常都比較復雜，顯示的頻率值也不精確，且對于不同波形被測信號測量顯示時需要通過換取不同量程的頻率計進行檢測，降低了測量效率，并提高了需要兩個頻率計的成本。
[0004]因此，有必要提出一種成本較低、顯示精度高，且能夠隨意切換顯示量程的頻率顯示裝置。
實用新型內(nèi)容 [0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型旨在提供頻率顯示精度高，且能夠切換顯示量程的頻率顯示裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種頻率顯示裝置，用于測量并顯示一被測信號的頻率信息，該頻率顯示裝置包括限幅電路、閘門電路、閘門時間定時器、置零電路、計數(shù)器電路和數(shù)碼顯示電路，所述閘門電路分別連接所述限幅電路和所述閘門時間定時器，所述閘門電路與所述計數(shù)器電路以及所述數(shù)碼顯示電路依次連接，且所述計數(shù)器電路和所述閘門時間定時器之間設(shè)置有置零電路；其中，所述閘門電路用于控制所述被測信號進入所述計數(shù)器電路，所述計數(shù)器電路測量所述被測信號的頻率，并將測得的計數(shù)信號發(fā)送到所述數(shù)碼顯示電路，通過所述數(shù)碼顯示電路顯示被測信號的頻率；所述閘門時間定時器用于發(fā)送給所述閘門電路一閘門信號，所述閘門電路根據(jù)所述閘門信號控制所述被測信號進入所述計數(shù)器電路，所述置零電路用于所述計數(shù)器電路的復位。
[0007]較佳地，所述頻率顯示裝置還設(shè)置有量程切換電路，所述量程切換電路分別連接所述數(shù)碼顯示電路和所述計數(shù)器電路，所述量程切換電路用于切換所述數(shù)碼顯示電路的顯不量程。
[0008]較佳地，所述量程切換電路包括一自鎖開關(guān)、十進制計數(shù)器⑶4026和若干二輸入與非門電路，所述二輸入與非門電路分別連接所述自鎖開關(guān)和所述十進制計數(shù)器CD4026。
[0009]較佳地，所述計數(shù)器電路為四位十進制計數(shù)器，所述四位十進制計數(shù)器包括四個十進制計數(shù)器⑶4026，且所述四個十進制計數(shù)器⑶4026依次串聯(lián)連接。[0010]較佳地,所述頻率顯示裝置還包括一施密特門電路⑶4093,所述施密特門電路⑶4093包括四個二輸入與非門電路；其中，一個二輸入與非門電路和一電阻、穩(wěn)壓管組成所述限幅電路和所述閘門電路，其他三個二輸入與非門電路與所述計數(shù)器電路連接。
[0011 ] 較佳地,所述閘門時間定時器包括一多諧振蕩器、第一電容、第一電阻和電位器，所述多諧振蕩器分別連接所述第一電容、所述第一電阻和所述電位器，所述多諧振蕩器的輸出端分別連接所述置零電路和所述閘門電路；所述電位器用于調(diào)節(jié)所述多諧振蕩器的輸出頻率，通過所述輸出頻率控制所述閘門電路的通斷和所述置零電路的觸發(fā)工作。
[0012]較佳地，所述置零電路包括一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及與所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器連接第二電阻和第二電容；所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器用于產(chǎn)生窄脈沖信號并發(fā)送至所述計數(shù)器電路，所述計數(shù)器電路根據(jù)所述窄脈沖信號復位。
[0013]較佳地，所述數(shù)碼顯示電路包括四個共陰數(shù)碼管，所述四個共陰數(shù)碼管分別連接所述計數(shù)器電路的四個十進制計數(shù)器CD4026 ;所述計數(shù)器電路的十進制計數(shù)器CD4026驅(qū)動所述共陰數(shù)碼管顯示所述被測信號的頻率信息。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下:
[0015]1、本實用新型的頻率顯示裝置通過設(shè)置該限幅和閘門電路、閘門時間定時器、計數(shù)器電路和數(shù)碼顯示電路，通過閘門時間定時器輸出閘門信號，控制該閘門電路使被測信號進入計數(shù)器電路計數(shù)，并由該計數(shù)器電路驅(qū)動該數(shù)碼顯示電路實時顯示被測信號的頻率值。
[0016]2、本實用新型的頻率顯示裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過設(shè)置該置零電路，通過該閘門信號高低平電位之間的轉(zhuǎn)換，觸發(fā)該置零電路工作，并由該置零電路產(chǎn)生窄脈沖信號使該計數(shù)器電路置零，便于下一次被測信號頻率的計數(shù)，從而有效提高頻率值的準確率。
[0017]3、本實用新型的頻率顯示裝置還通過設(shè)置量程切換電路，通過十進制計算機和二輸入與非門電路相結(jié)合，使量程切換可靠簡單，且使該頻率顯示裝置能夠在最大頻率
9.999KHz和99.99KHz之間進行切換，從而有效提高了頻率顯示裝置的測量和顯示被測信號頻率信息的范圍，避免處理方波信號顯示頻率值時需要更大量程的頻率顯示裝置，有效降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型頻率顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實用新型頻率顯示裝置實施的限幅電路和閘門電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型頻率顯示裝置實施的量程切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本實用新型頻率顯示裝置實施的閘門時間定時器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本實用新型頻率顯示裝置實施的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特性示意圖；
[0023]圖6為本實用新型頻率顯示裝置實施的置零電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本實用新型頻率顯示裝置實施的計數(shù)器電路和顯示電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本實用新型實施的頻率顯示裝置的整體電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]符號列表:
[0027]10-LED顯示電路，11-十進制計數(shù)器，12-閘門電路，13-限幅電路，14-置零電路，15-閘門時間定時器。[0028]【具體實施方式】:
[0029]參見示出本實用新型實施例的附圖，下文將更詳細的描述本實用新型。然而，本實用新型可以以不同形式、規(guī)格等實現(xiàn)，并且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反，提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，并且使更多的有關(guān)本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員完全了解本實用新型的范圍。這些附圖中，為清楚可見，可能放大或縮小了相對尺寸。
[0030]請參考圖1至圖8，如圖1所示，本實用新型提供的一種頻率顯示裝置，該頻率顯示裝置用于測量并顯示被測信號的頻率信息，該頻率顯示裝置包括限幅電路13、閘門電路12、閘門時間定時器15、置零電路14、計數(shù)器電路11和數(shù)碼顯示電路10，該閘門電路12分別連接該限幅電路13和閘門時間定時器15，該閘門電路12與該計數(shù)器電路11、數(shù)碼顯示電路10依次連接，且該計數(shù)器電路11和閘門時間定時器15之間設(shè)置有置零電路14 ;其中，該閘門電路12用于控制被測信號進入該計數(shù)器電路11，具體的，該閘門時間定時器15能夠產(chǎn)生周期穩(wěn)定的閘門信號，并將該閘門信號發(fā)送至該閘門電路12，從而使該閘門電路12根據(jù)閘門信號的高低電平變化控制被測信號進入該計數(shù)器電路11，而且該置零電路14根據(jù)閘門信號的高低電頻變化使該計數(shù)器電路11復位，該計數(shù)器電路11測量的該被測信號的頻率信息發(fā)送至該數(shù)碼顯示電路10，并通過該數(shù)碼顯示電路10顯示該被測信號的頻率值；并且，根據(jù)閘門信號的周期性，該閘門電路周期性的將被測信號送入該計數(shù)器電路11，并由該數(shù)碼顯示電路10顯示被測信號的頻率值，使該數(shù)碼顯示電路10能夠每隔一段時間刷新顯示數(shù)據(jù)，從而使被測信號的頻率值能夠直觀的顯示出來。
[0031]其中，在具體實施過程中，該頻率顯示裝置還包括一量程切換電路，該量程切換電路分別連接該數(shù)碼顯示電路10和計數(shù)器電路11，從而通過該量程切換電路切換數(shù)碼顯示電路10的顯示量程，使其能夠在99.99KHZ和9.999KHz之間進行切換；而且，在具體實施過程中，如圖3所示，該量程切換電路包括一自鎖開關(guān)、十進制計數(shù)器CD4026和三個二輸入與非門電路，該二輸入與非門電路分別連接該十進制計數(shù)器CD4026和自鎖開關(guān)，從而進行邏輯控制。如圖所示，該量程切換電路還可以設(shè)置有兩個LED指示燈Vl和V2，且該兩個LED指示燈分別用不同顏色表示；該自鎖開關(guān)S為一個單刀雙擲開關(guān)，其向上和向下分別有“I” “2”表示，實現(xiàn)量程切換，其中I端與數(shù)碼顯示電路中的各個數(shù)碼顯示管連接，2端連接至數(shù)碼顯示電路中次高位數(shù)碼顯示管小數(shù)點位置；當該自鎖開關(guān)S向I閉合時，該數(shù)碼顯示電路接收的頻率信息為計數(shù)器電路輸出端的計數(shù)信號，頻率顯示的最大頻率值為
9.999KHz ;當該自鎖開關(guān)S向2閉合時，該數(shù)碼顯示電路10接收的頻率信息為計數(shù)器電路11輸出端的計數(shù)信號的十分之一，即頻率顯示的最大頻率值為99.99KHz。從而，通過該量程切換電路實現(xiàn)9.999KHz與99.99KHz的量程切換。
[0032]在具體實施過程中，如圖2所示，為該限幅電路13和閘門電路12，由于在實施過程中，該限幅電路13和閘門電路12相互連接，形成一限幅與閘門電路，其中，該電路包括一個二輸入與非門電路以及與其連接的電阻和穩(wěn)壓二極管，如圖所不，該二輸入與非門電路的兩個輸入端分別用于連接閘門時間定時器和被測信號，用于接收閘門信號和被測信號，該被測信號通過該穩(wěn)壓二極管和電阻進行限幅，從而通過該閘門信號控制該被測信號由該輸出端輸入至計數(shù)器電路，即該二輸入與非門電路構(gòu)成閘門電路12，該穩(wěn)壓管和電阻相互連接組成限幅電路13。其中，如圖4所示為該閘門時間定時器電路的實施方式，具體的，該閘門時間定時器15提供精確的閘門時間，并通過閘門電路12的通斷和觸發(fā)置零電路14工作；閘門時間定時器(is)可采用可測試多諧振蕩器⑶4541和32.768KHZ的晶振電路經(jīng)過16次二分頻得到數(shù)字定時器，具體實施過程中，該閘門時間定時器15包括一多諧振蕩器⑶4541、第一電容Cl、第一電阻Rl和電位器RPl，該多諧振蕩器⑶4541分別連接該第一電容Cl、對電阻Rl和電位器RP1，且該多諧振蕩器⑶4541的輸出端分別連接閘門電路和置零電路；由于該多諧振蕩器CD4541輸出端的輸出信號頻率根據(jù)Rl、RPI和CI決定，因此，可以通過調(diào)節(jié)電位器RPl可以改變多諧振蕩器的振蕩頻率,從而決定輸出的閘門信號的周期。如果該多諧振蕩器CD4541輸出端閘門信號的周期為2S，則低電平和高電平各為1S，即得到IS的閘門電路連通和IS的置零電路工作的時間。
[0033]而且，在具體實施過程中，該置零電路14的作用是用于產(chǎn)生窄脈沖信號，使計數(shù)器電路11復位(即計數(shù)初值置零)，如圖6所示，該置零電路14包括一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器⑶4528以及與該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器⑶4528連接的第二電容C2和第二電阻R2，通過該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CD4528產(chǎn)生窄脈沖信號驅(qū)動該計數(shù)器電路11復位；具體的，參考圖5單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特征示意圖，其中A、B分別表述輸入端，Q和、表示輸出端，H和L分別表示高低電平；具體的，在具體實施過程中，當CLR為H，A端為L時，B端作為觸發(fā)端，可實現(xiàn)下降沿觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當CLR為H，B端為H時，A端作為觸發(fā)端，可實現(xiàn)上升沿觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。在具體實施過程中，如圖5并參考圖6所示，該置零電路14中的第二電阻R2和第二電容C2決定脈沖寬度，且脈沖寬度遠小于被測信號的周期，當該置零電路14接入電源，該置零電路14中的A端為觸發(fā)端,信號來自閘門時間定時器15的輸出端,該Q端為輸出端，當該A端受該閘門時間定時器上升沿觸發(fā)后，產(chǎn)生一正的窄脈沖信號，該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端將該在脈沖信號發(fā)送至計數(shù)器電路，使該計數(shù)器置零；脈沖過后，計數(shù)器恢復計數(shù)狀態(tài)。
[0034]在具體實施過程中，如圖7所示，并參考圖8，該計數(shù)器電路11為四位十進制計數(shù)器，即包括四個十進制計數(shù)器CD4026，通過將該四個十進制計數(shù)器CD4026依次串聯(lián)形成四位計數(shù)器；而該數(shù)碼顯示電路10包括四個共陰極數(shù)碼管，該四個共陰極數(shù)碼管分別與四個十進制計數(shù)器⑶4026連接，且在實施過程中，該數(shù)碼管與十進制計數(shù)器⑶4026之間公共端串接一個39 Ω的限流電阻。該集成電路CD4026為十進制計數(shù)器，該四為十進制計數(shù)器，分別代表千位、百位、十位、個位；同時該CD4026還兼有七段碼譯碼功能和驅(qū)動功能，從而使該十進制計數(shù)器的輸出端可以直接驅(qū)動數(shù)碼管，即該十進制計數(shù)器CD4026的計數(shù)脈沖輸入端上升沿有效，該CD4026的進位信號輸出端給高位計數(shù)器提供計數(shù)脈沖，即當數(shù)值9變?yōu)镺時高位計數(shù)器由O變?yōu)?，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的計數(shù)功能。而且，在實施過程中，該頻率顯示裝置中包括一施密特門電路⑶4093，該集成電路⑶4093包括四個二輸入與非門電路，具體的，該施密特門電路CD4093中的一個二輸入與非門電路即為閘門電路，;該施密特門電路CD4093中的另外三個二輸入與非門電路即為該量程切換電路中的二輸入與非門電路，從而通過該四個二輸入與非門電路邏輯控制該被測信號的輸入和量程的切換。
[0035]另外，在具體實施過程中，根據(jù)上述的連接方法連接該頻率顯示裝置中的各個單元形成頻率顯示裝置，通過頻率顯示裝置測量并顯示被測信號的頻率，其具體包括如下步驟:
[0036]S1:通過該閘門時間定時器產(chǎn)生周期穩(wěn)定的閘門信號，并將該閘門信號發(fā)送至閘門電路和置零電路，通過該閘門信號控制閘門電路的通斷；
[0037]S2:當閘門信號為高電平時，該閘門電路接通，通過限幅電路限制所述被測信號的幅度，該被測信號進入該計數(shù)器電路，并通過該計數(shù)器電路計數(shù)；
[0038]S3:當計數(shù)器電路的輸出端驅(qū)動該數(shù)碼顯示電路顯示該被測信號的頻率值；
[0039]S4:該閘門信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，閘門電路斷開，當閘門信號觸發(fā)該置零電路工作，該置零電路產(chǎn)生窄脈沖信號并控制計數(shù)器電路復位；
[0040]S5:該閘門信號再次輸入高電平時，該計數(shù)器電路恢復計數(shù)狀態(tài)，并根據(jù)穩(wěn)定周期的閘門信號重復步驟S2至步驟S4。
[0041]在具體實施過程中，數(shù)碼顯示電路顯示被測信號的頻率時，可根據(jù)閘門時間定時器輸出端輸出信號的周期更新數(shù)據(jù)，從而實時顯示被測信號的頻率值。而且，在實施過程中，可以通過調(diào)節(jié)量程切換電路的自鎖開關(guān)，切換頻率顯示裝置的最大頻率值，從而使數(shù)碼顯示電路在最大頻率范圍9.999KHz至99.99KHz之間進行切換。
[0042]通過本實用新型實施的頻率顯示裝置，能夠在閘門時間定時器輸出端的閘門信號的控制下控制閘門電路使被測信號進入計時器電路計時，在置零電路的控制下使計數(shù)器電路的計數(shù)初值置零，從而重新進行計數(shù)，不僅能夠?qū)崟r顯示被測信號的頻率值，而且提高了測量頻率值的準確率；并且通過設(shè)置量程切換電路使顯示電路能夠在大小量程之間切換，使其能夠直接顯示方波信號的頻率值，不必要改換頻率顯示裝置，有效降低成本。
[0043]此外，我們還應該認識到，本實用新型提出的頻率顯示裝置并不以本實施例為限，該頻率顯示裝置中的多諧振蕩器、十進制計數(shù)器和二輸入與非門設(shè)置并不限于本實用新型提出的集成電路⑶4528、⑶4026和⑶4093，還可以通過設(shè)置其他的集成電路實現(xiàn)周期信號、計數(shù)和邏輯控制功能；而且該閘門時間定時器中的電位器為多圈電位器，且該電位器的電阻為50KHz，但該阻值并不限于50KHz，還可以通過設(shè)置較大組織，從而便于調(diào)節(jié)其閘門信號的周期。
[0044]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變形屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種頻率顯示裝置，用于測量并顯示一被測信號的頻率信息，其特征在于，包括限幅電路、閘門電路、閘門時間定時器、置零電路、計數(shù)器電路和數(shù)碼顯示電路，所述閘門電路分別連接所述限幅電路和所述閘門時間定時器，所述閘門電路與所述計數(shù)器電路以及所述數(shù)碼顯示電路依次連接，且所述計數(shù)器電路和所述閘門時間定時器之間設(shè)置有置零電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述頻率顯示裝置還設(shè)置有量程切換電路，所述量程切換電路分別連接所述數(shù)碼顯示電路和所述計數(shù)器電路，所述量程切換電路用于切換所述數(shù)碼顯示電路的顯示量程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述量程切換電路包括一自鎖開關(guān)、十進制計數(shù)器CD4026和若干二輸入與非門電路，所述二輸入與非門電路分別連接所述自鎖開關(guān)和所述十進制計數(shù)器CD4026。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述計數(shù)器電路為四位十進制計數(shù)器，所述四位十進制計數(shù)器包括四個十進制計數(shù)器CD4026，且所述四個十進制計數(shù)器⑶4026依次串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述頻率顯示裝置還包括一施密特門電路⑶4093，所述施密特門電路⑶4093包括四個二輸入與非門電路；其中一個二輸入與非門電路和一電阻、穩(wěn)壓管組成所述限幅電路和所述閘門電路，其他三個二輸入與非門電路與所述計數(shù)器電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述閘門時間定時器包括一多諧振蕩器、第一電容、第一電阻和電位器，所述多諧振蕩器分別連接所述第一電容、所述第一電阻和所述電位器，所述多諧振蕩器的輸出端分別連接所述置零電路和所述閘門電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述置零電路包括一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及與所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器連接第二電阻和第二電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率顯示裝置，其特征在于，所述數(shù)碼顯示電路包括四個共陰數(shù)碼管，所述四個共陰數(shù)碼管分別連接所述計數(shù)器電路的四個十進制計數(shù)器CD4026 ;所述計數(shù)器電路的十進制計數(shù)器CD4026驅(qū)動所述共陰數(shù)碼管顯示所述被測信號的頻率信肩、ο
【文檔編號】G01R23/10GK203825087SQ201420135500
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】戴銳青, 湯偉芳 申請人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院