电子技术基础实验指导教程 教案 14.6数字频率计

教案首页专业：科目：电子技术基础实验指导授课人：授课日期授课班级计划课时实用课时审批签字22课题14.6数字频率计教学目的数字频率计用于测量信号（方波、正弦波或其他脉冲信号）的频率，并用十进制数显示，它具有精度高、测量迅速、读数方便等优点。主要教学内容1．控制电路控制电路与主控门电路如图14-22所示。图14-22控制电路与主控门电路主控电路由双D触发器CC4013及“与非门”CC4011构成。CC4013（a）的任务是输出闸门信号，以控制主控门G2的开启与关闭。如果通过开关选择一个时基信号，当给“与非门”G1输入一个时基信号的下降沿时，“与非门”G1就输出一个上升沿，则CC4013（a）的端就由低电平变为高电平，将主控门G2开启，允许被测信号通过该主控门并送至计数器的输入端进行计数。相隔1s（或0.1s、10ms、1ms）后，又给“与非门”G1输入一个时基信号的下降沿，“与非门”G1的输出端又产生一个上升沿，使CC4013（a）的端变为低电平，将主控门关闭，使计数器停止计数，同时端产生一个上升沿，使CC4013（b）翻转成，，由于，因此它将立即封锁“与非门”G1，不再让时基信号进入CC4013（a），保证在显示读数的时间内端始终保持低电平，使计数器停止计数。将Q2脉冲信号送到下一级，当到达所调节的延时时间时，电路输出端立即输出一个正脉冲，将计数器和所有D触发器全部置零。复位后，，为下一次测量做好准备。当时基信号又产生下降沿时，则上述过程重复。2．微分、整形电路微分、整形电路如图14-23所示。CC4013（b）的端所产生的上升沿经微分电路后，送到由“与非门”CC4011组成的施密特整形电路的输入端，在其输出端可得到一个边沿十分陡峭且具有一定脉冲宽度的负脉冲，再送至下一级延时电路。图14-23微分、整形电路3．延时电路延时电路由D触发器CC4013、积分电路（由电位器RP1和电容C2组成）、非门G2及单稳态电路组成，如图14-24所示。由于CC4013的D3端接，因此在P2点所产生的上升沿的作用下CC4013翻转，翻转后=0，由于开机置零时G1输出的正脉冲将CC4013的Q3端置零，因此=1，经二极管2AP9迅速给电容C2充电，使C2两端的电压达高电平，而此时=0，电容C2经电位器RP1缓慢放电。当电容C2上的电压降至非门G2的阈值电平时，非门G2的输出端立即产生一个上升沿，触发下一级单稳态电路。此时，P3点输出一个正脉冲，该脉冲宽度主要取决于时间常数的值，延时时间为上一级电路的延时时间及这一级电路的延时时间之和。图14-24延时电路由实验求得，如果电位器用510Ω的电阻代替，C2取，则总的延时时间就是显示器所显示的时间，为3s左右。如果电位器用2MΩ的电阻取代，C2取，则延时时间可达10s左右。可见，通过调节电位器可以改变延时时间。4．自动置零电路P3点产生的正脉冲送到图14-25所示的由或门组成的自动置零电路，将各计数器及所有的触发器置零。在复位脉冲的作用下，，，于是端的高电平经二极管2AP9再次对电容C2充电，补上刚才放掉的电荷，使C2两端的电压恢复为高电平，又因为CC4013（b）复位后使再次变为高电平，所以图14-22中的G1又被开启，电路重复上述变化过程。图14-25自动置零电路教学方法实验教学教具数字电子实验台作业使用中、小规模集成电路设计与制作一台简易的数字频率计，应具有下述功能。1．位数：计4位十进制数。2．量程：最大读数是9999Hz，闸门信号的采样时间为1s。3．显示方式：用七段LED数码管显示读数，做到显示稳定、不跳变。4．具有“自检”功能。5．被测信号为方波、三角波、正弦波信号。6．画出设计的数字频率计的