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基于ICM7216的150MHz数字频率计制作方法

来源:仪表网

2012/7/23 15:45:05 2922
  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:10Hz"10MHz,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/-20"60℃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/-20"60℃
  
  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10MHz"24MHz
  
  ▲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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