數(shù)4 簡單數(shù)字頻率計

1、簡單數(shù)字頻率計簡單數(shù)字頻率計1. 實驗?zāi)康?. 實驗原理及其應(yīng)用3. 集成電路的使用介紹4. 實驗內(nèi)容 5. 實驗中的注意事項 6. 實驗中遇到的常見問題 7. 實驗總結(jié)要求簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）一、實驗?zāi)康?1、了解數(shù)字頻率計的工作原理。 2、掌握有源晶振和無源晶振以及阻容元件、非門等組成的波形 發(fā)生器。 3、學(xué)習(xí)中規(guī)模集成電路計數(shù)器和分頻器的使用。 4、學(xué)習(xí)組裝簡單的數(shù)字頻率計。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）二、實驗原理及其應(yīng)用 1、數(shù)字頻率計組成框圖 被測信號發(fā)生器時鐘基準信號發(fā)生器及分頻閘門電路十進制計數(shù)器單脈沖發(fā)生器(門控電路)譯碼電路顯示電路門控信號 簡

2、單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）1)閘門電路：它由與非門組成，把被測試信號加到一個輸入端， 門控信號加到另一個輸入端。門控信號控制閘門電路的開和關(guān)。2)時鐘基準信號發(fā)生器及分頻：可采用非門和阻容元件等組成， 也可采用石英晶體振蕩器和分頻器等組成。前者產(chǎn)生頻率精度、 穩(wěn)定性差；后者產(chǎn)生頻率已知、精度高、穩(wěn)定性好。 分頻：把來自基準信號發(fā)生器的信號進行分頻，以改變門控信號 的寬度。3)單脈沖發(fā)生器(門控電路)：把來自分頻的周期性信號變成單脈沖即門控信號。4)十進制計數(shù)器：對通過閘門電路的脈沖信號進行計數(shù)。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）5)譯碼電路：將BCD碼編譯成七段碼。6)顯示電

3、路：將七段碼接到共陰極或共陽極數(shù)碼管和限流電阻上，這樣就可以把相應(yīng)的通過閘門電路的脈沖數(shù)顯示出來。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）2、數(shù)字頻率計的應(yīng)用 通過啟動測試開關(guān)，把被測試信號的頻率顯示在顯示設(shè)備上。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）三、集成電路和晶振以及其他元件使用介紹 1、中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90(二、五混合進制計數(shù) 器)。 2、中規(guī)模集成電路分頻器/振蕩器CD4060(14位二進制 分頻)。 3、J-K觸發(fā)器74LS73。 4、4MHz有源晶振和11.0592MHz無源晶振。 5、與非門(74LS00)和非門(74LS04)。 6、阻容元件若干等。簡單的數(shù)字頻

4、率計（續(xù)）簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）CD4060(14位二進制分頻器/振蕩器)管腳功能如下： 1：12分頻輸出；2：13分頻輸出； 3：14分頻輸出；4：6分頻輸出； 5：5分頻輸出； 6：7分頻輸出； 7：4分頻輸出； 8：Vss地； 9：信號正向輸出； 10：信號反向輸出； 11：信號輸入； 12：復(fù)位信號輸入； 13：9分頻輸出； 14：8分頻輸出； 15：10分頻輸出； 16：VDD電源；簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）CD4060內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)） CD4060功能表 輸入 輸出 RESET I O /O Q分頻 H X L L L L C

5、K CK /CK Q410，12 14 簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）4060功能圖4060典型RC振蕩電路4060典型晶體振蕩電路功能圖晶體振蕩電路RC振蕩電路T=2.2RxCxRs=210Rx簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）74LS90(二、五混合進制計數(shù)器)管腳功能如下：簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）74LS90功能表 復(fù)位輸入 輸出 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 計數(shù) L X L X 計數(shù) L X X

6、L 計數(shù) X L L X 計數(shù)簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）74LS90內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）晶振外形圖示：簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）有源晶振管腳功能如下：1:NC；2:地；3:輸出；4:電源；1234簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單的數(shù)字頻率計（續(xù)）無源晶振管腳功能如下：2個引腳無區(qū)別。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）四、實驗內(nèi)容 1、用非門和阻容元件組成一個頻率可調(diào)的多諧振蕩器，頻率為 100Hz1000Hz。 2、用觸發(fā)器組成單脈沖發(fā)生器。 3、用兩片74LS90計數(shù)器組成2位十進制計數(shù)器，并具有清零 功能。 4、用4 M Hz有源

7、晶振和CD4060分頻器組成的分頻電路得到輸 出為14、13、12、10、9、8、7、6、5、4等分頻信號和基 本時鐘正、反相信號，并把這些分頻輸出信號作為數(shù)字頻率 計的被測信號。 5、把1、2、3、4和由與非門組成的閘門電路組裝成一個完整的 數(shù)字頻率計，并對其進行測試，將所測的結(jié)果與分頻電路得 到的信號頻率作比較。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)） 6、用11.0592MHz無源晶振和非門、阻容元件等組成一個波形 發(fā)生器，用示波器觀察信號的波形并它們畫下來。 7、用所提供的元器件設(shè)計一個60分頻的計數(shù)器。 8、用CD4060和晶振或阻容元件等設(shè)計一定頻率的振蕩器電路。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)

8、）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）五、實驗中的注意事項 1、集成電路芯片的管腳要弄清，電源和地不要接錯。 2、有源晶振電源和地以及輸出端不要接錯。 3、74LS90計數(shù)器的清零和置9端接線時要注意，若兩個清零 端和兩個置9端都接有效電平時芯片工作正常就按照此方法 連接，若工作不正常，此時可以將兩個清零端和兩個置9端 只接其中一個端，另外一端可懸空，這樣可以解決74LS90 計數(shù)器工作不正常的問題。 4、CD4060分頻器輸出信號有反向和正向的特點。簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）簡單數(shù)字頻率計（續(xù)）六、實驗中常見問題 1、多諧振蕩器輸出信號有失真時，可在信號輸出端加整形電路 即一個非門，得到一個不失真的方波信號。 2、集成電路芯片和有源晶振的管腳要弄清，電源和地不要接錯。 3、示波器觀察高頻信號時應(yīng)采用NORMAL掃描和觸發(fā)電平旋鈕等 方式來調(diào)節(jié)使波形穩(wěn)定。 4、各個模塊都工作正常，但組裝后不能得到正確的結(jié)果?？梢?用示波器檢查各部分的輸出信號波形是否正常，特別是有門 控信號和被測信號的情況下，閘門的輸出是否有一串脈沖