简单数字频率计

1、简单数字频率计简单数字频率计1. 实验目的2. 实验原理及其应用3. 集成电路的使用介绍4. 实验内容 5. 实验中的注意事项 6. 实验中遇到的常见问题 7. 实验总结要求北航电工电子中心简单数字频率计（续）一、实验目的 1、了解数字频率计的工作原理。 2、掌握有源晶振和无源晶振以及阻容元件、非门等组成的波形 发生器。 3、学习中规模集成电路计数器和分频器的使用。 4、学习组装简单的数字频率计。北航电工电子中心简单数字频率计（续）二、实验原理及其应用 1、数字频率计组成框图 被测信号发生器时钟基准信号发生器及分频闸门电路6位十进制计数器单脉冲发生器(门控电路)扫描数码管显示电路1s门控信号

2、北航电工电子中心简单数字频率计（续）1)闸门电路：它由与非门组成，把被测试信号加到一个输入端， 门控信号加到另一个输入端。门控信号控制闸门电路的开和关。2)时钟基准信号发生器及分频：可采用非门和阻容元件等组成， 也可采用石英晶体振荡器和分频器等组成。前者产生频率精度、 稳定性差；后者产生频率已知、精度高、稳定性好。 分频：把来自基准信号发生器的信号进行分频，以改变门控信号 的宽度。3)单脉冲发生器(门控电路)：把来自分频的周期性信号变成单脉冲即门控信号。4)十进制计数器：对通过闸门电路的脉冲信号进行计数。北航电工电子中心简单数字频率计（续）5)译码电路：将BCD码编译成七段码。6)显示电路：将

3、七段码接到共阴极或共阳极数码管和限流电阻上，这样就可以把相应的通过闸门电路的脉冲数显示出来。北航电工电子中心简单数字频率计（续）2、数字频率计的应用 通过启动测试开关，把被测试信号的频率显示在显示设备上。北航电工电子中心简单数字频率计（续）三、集成电路和晶振以及其他元件使用介绍 1、中规模集成电路计数器74LS90(二、五混合进制计数 器)。 2、中规模集成电路分频器/振荡器CD4060(14位二进制 分频)。 3、J-K触发器74LS73。 4、4MHz有源晶振和11.0592MHz无源晶振。 5、与非门(74LS00)和非门(74LS04)。 6、阻容元件若干等。北航电工电子中心简单的数字

4、频率计（续）CD4060(14位二进制分频器/振荡器)管脚功能如下： 1：212分频输出；2：213分频输出； 3：214分频输出；4：26分频输出； 5：25分频输出； 6：27分频输出； 7：24分频输出； 8：Vss地； 9：信号正向输出； 10：信号反向输出； 11：信号输入； 12：复位信号输入； 13：29分频输出； 14：28分频输出； 15：210分频输出； 16：VDD电源；北航电工电子中心简单的数字频率计（续）CD4060内部结构图北航电工电子中心简单的数字频率计（续） CD4060功能表 输入 输出 RESET I O /O Q分频 H X L L L L CK CK /

5、CK Q410，12 14 北航电工电子中心简单的数字频率计（续）4060功能图4060典型RC振荡电路4060典型晶体振荡电路功能图晶体振荡电路RC振荡电路T=2.2RxCxRs=210Rx北航电工电子中心简单数字频率计（续）74LS90(二、五混合进制计数器)管脚功能如下：北航电工电子中心简单数字频率计（续）74LS90功能表 复位输入 输出 R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) QD QC QB QA H H L X L L L L H H X L L L L L X X H H L L L L X L X L 计数 L X L X 计数 L X X L 计数 X L L X

6、计数北航电工电子中心简单数字频率计（续）74LS90内部结构图：北航电工电子中心简单数字频率计（续）晶振外形图示：北航电工电子中心简单数字频率计（续）有源晶振管脚功能如下：1:NC；2:地；3:输出；4:电源；1234北航电工电子中心简单的数字频率计（续）无源晶振管脚功能如下：2个引脚无区别。北航电工电子中心简单数字频率计（续）四、实验内容 1、用非门和阻容元件组成一个频率可调的多谐振荡器，频率为 100Hz1000Hz。 2、用触发器组成单脉冲发生器。 3、用两片74LS90计数器组成2位十进制计数器，并具有清零 功能。 4、用4 M Hz有源晶振和CD4060分频器组成的分频电路得到输 出

7、为14、13、12、10、9、8、7、6、5、4等分频信号和基 本时钟正、反相信号，并把这些分频输出信号作为数字频率 计的被测信号。 5、把1、2、3、4和由与非门组成的闸门电路组装成一个完整的 数字频率计，并对其进行测试，将所测的结果与分频电路得 到的信号频率作比较。北航电工电子中心简单数字频率计（续） 6、用11.0592MHz无源晶振和非门、阻容元件等组成一个波形 发生器，用示波器观察信号的波形并它们画下来。 7、用所提供的元器件设计一个60分频的计数器。 8、用CD4060和晶振或阻容元件等设计一定频率的振荡器电路。北航电工电子中心简单数字频率计（续）五、实验中的注意事项 1、集成电路

8、芯片的管脚要弄清，电源和地不要接错。 2、有源晶振电源和地以及输出端不要接错。 3、74LS90计数器的清零和置9端接线时要注意，若两个清零 端和两个置9端都接有效电平时芯片工作正常就按照此方法 连接，若工作不正常，此时可以将两个清零端和两个置9端 只接其中一个端，另外一端可悬空，这样可以解决74LS90 计数器工作不正常的问题。 4、CD4060分频器输出信号有反向和正向的特点。北航电工电子中心简单数字频率计（续）六、实验中常见问题 1、多谐振荡器输出信号有失真时，可在信号输出端加整形电路 即一个非门，得到一个不失真的方波信号。 2、集成电路芯片和有源晶振的管脚要弄清，电源和地不要接错。 3、示波器观察高频信号时应采用NORMAL扫描和触发电平旋钮等 方式来调节使波形稳定。 4、各个模块都工作正常，但组装后不能得到正确的结果。可以 用示波器检查各部分的输出信号波形是否正常，特别是有门 控信号和被测信号的情况下，闸门的输出是否有一串脉冲波 形输出？ 北航电工电子中心