频率计的发展简介.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流频率计的发展简介.精品文档.频率计的发展简介一、数字频率计的简介数字式频率计即DFM-Digital Frequencymeter，也称为数字频率表或电子计数器。它不仅是电子测量和仪器仪表专业领域中测量频率与周期、测量频率比和进行计数、测时的重要仪器，而且比示波器测频更方便、经济得多，特别是现代电子计数器产品与足见和具有多种测量功能的数字式频率计，已广泛应用于计算机系统、通讯广播设备、生产过程自动化测控装置、带有LED、LCD数字显示单元的多种仪器仪表以及诸多的可许技术领域。可以说，伴随着数字化技术的发展，电子计算机、通讯设备、音频和视频技术进入科研、生产、军事技术和经济生活领域，直至家庭和个人，使得电子计数器和测频手段与上述电子设备耦连为形影不离的技术。数字频率计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,尖脉冲信号及其他各种单位时间内变化的物理量.频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间为1秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。本文。数字频率计是用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性变化的信号。如配以适当的传感器，可以对多种物理量进行测试，比如机械振动的频率，转速，声音的频率以及产品的计件等等。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器，电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能，从而提高系统可靠性和速度。二、数字频率计的发展在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多点参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有很多种，其中电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅捷，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。电子计数器测频有两种方法：一是直接测频法，即在一定闸门时间内测量被测信号的脉冲个数；二是间接测频法，如周期测频法。直接测频法使用于高频信号的频率测量，间接测频法适用于低频信号的频率测量。50年代初期，仪器仪表取得了重大突破，数字技术的出现使各种数字仪器得以问世，把模拟仪器的精度、分辨力与测量速度提高了几个量级，为实现测试自动化打下了良好的基点。60年代中期，测量技术又一次取得了进展，计算机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，个别电量的测量转变成测量整个系统的待征参数，从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。70年代，计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透，使电子仪器在传统的时域与频域之外，又出现了数据或(Data domain)测试。80年代，由于微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘，选择电压电流等量程或功能的滑动开关，通、断开关键已经消失。测量系统的主要模式，是采用机柜形式，全部通过IEEE-488总线送到一个控制品上。测试时，可用丰富的BASIC语言程序来高速测试。不同于传统独立仪器模式的个人仪器已经得到了发展。90年代，仪器仪表与测量科学进步取得重大的突破性进展。这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计：DSP芯片的大量问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强；微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力；图像处理功能的增加十分普遍；VXI总线得到广泛的应用。这些仪器仪表的发展也很好的解释了频率计的发展历程。经典的振簧式频率表业已成为电测与仪表技术发展史上用来鉴证测频仪器历史的陈列品；电动式、铁磁电动式结构的指针型频率表只在电力系统具有应用，也日渐被数字式频率计所取代；具有分立电子元件的数字式频率计，如国产E323A型、E325型和E312型等已发展成为采用大规模集成电路的电子计数式频率计与只能电子计数器。例如：E312A就是采用大规模集成电路的E312的换代产品，而EE3301（机内引入MC6800）、EE3366（采用MC6800，带GP-IB接口，可程控）则为智能型数字频率计。三、数字频率计的当前进展传统的数字频率计可以通过普通的硬件电路组合来实现,其开发过程、调试过程十分繁锁,而且由于电子器件之间的互相干扰,影响频率计的精度,也由于其体积较大,已不适应电子设计的发展要求。所以现在的数字频率计一般都使用FPGA，VHDL，单片机等一系列基于各种软硬件或大规模集成电路制作成的数字频率测频计，在大量的产品开发、研制和电子仪表生产与试验工作中多是需要自行设计测频与计数电路的组件单元，有时不必购置贵重的专用测频计数仪器。数字频率计的发展一直在向更精确，更方便的方向发展。在大量的产品开发、研制和电子仪表产生与试验工作中，多是需要自行设计测频与计数电路和组件单元，有时不必购置上述贵重的专用测频计数仪器。集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2大类。数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。数字集成电路作为电子技术最重要的基础产品之一，已广泛地深入到各个应用领域四、当前存在的问题当前电子技术日新月异，更换速度非常快，对于频率计来说也是更新很快，但是价格相对较高，因此应该多研究和开发一些芯片集成电路的运用，以达到使频率计能像数字化、智能化、简易化、微型化的方向发展。五、系统组成本系统由CD40110、CD4017、CD4060、CD6069等集成电路组成，通过对输入脉冲进行计数的方式实现测频的。六、主要参考文献1 郑世林,余佑财. 频率差计基本原理的探讨J. 电子测量技术, 2006,(06)P7-P8 2 李存永. 基于555定时器电路的多功能数字频率计的设计J. 水利电力机, 2006(08)P47-P503 高明华. 简易数字频率计的设计J. 大众科技, 2006(2)P59-P604 史军,雷正红. 数字频率计的设计J. 河西学院学报, 2005(5)P37-P385 邹道生,李铭. 多功能数字频率计的设计J. 赣南师范学院学报, 2004(3)P16-P186 林建英，伍勇. 数字频率计在综合设计实验教学中的多方案实现J. 实验科学与技术, 2005(4) P64-P697 金晖,何洁,钟晴红,张泳,张高燕. 频率计的数字化实现J. 电子工程师 2005(1)P11-P128 张秀娟,倪丽娜,程勇. 基于自适应数字频率计系统设计的研究J. 煤炭科学技, 2004(8)P49-P529 王晨炳. 自复位数字频率计的设计J. 实用电子制作, 2007(7)P14-P1610 Pablo V. Holm-Nielsen,Christophe Peucheret,Idelfonso Tafur Monroy,Palle Jeppesen. Experimental Investigation of Transmission Properties and All-Optical Label Swapping of Orthogonal IM/FSK Labeled SignalsJ. 光学学报, 2003,(S1) .11 A Direct Digital Frequency Synthesizer based on CORDIC algorithm Implemented with FPGAA. 2003 5(th) International Conference on ASIC Proceedings Book 2 of 2 C, 2003