八位150MHz数字频率计的制作

文章摘要： 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(Frequency counter)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℃aging rate±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

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     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(Frequency counter)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℃aging rate±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。

所制作的频率计方块图
(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
所制作的为频率计的方框图，图38为其电路图。以下，针对方框图加以说明。

准备制作的频率计电路原理图

▲计数用(计频用)lS重；
此制作使用ICM7216B(InterSIL)公司。此一IC的内部含有8位数BCD计数器，BCD to 7 字节解码器segment deco
der，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IC 74HC4060，做1/12 8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TCXO TCO·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)

TCXO TCO-703A性能指标参数
输出频率 10MHz 12.8MHz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ICM 7216B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。

▲其他的电路
频率计LSI输入端在宽频带放大器的输出或前置分频器的输出间切换是利用了3状态缓冲器(3 State Buffer)74HCl25做为切换器，如图41。

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