基于高速计数芯片的数字频率计设计开题报告

1. 研究目的与意义

频率作为电子技术中最基本的参数之一，与许多参量的测量方案和测量结果都有着十分密切的关系，因此频率的测量就显得尤为重要。数字频率计作为一种测量频率的基本仪器，在电子技术中扮演着一个重要的角色，被广泛应用于电子测量、通信系统、科研等领域。目前市场上的频率计一般采用单片机加可编程逻辑器件CPLD构成，具有体积小、性能可靠等优点，但是系统复杂成本较高。然而在很多实际应用中，只需要单独测量频率，不需要过多功能，使用市面上的频率计显得较为浪费。本设计利用专用高速计数芯片构成高精度的频率计，整个系统比较小、价格便宜且操作简单，可对正弦/方波2种信号进行精确测频。

通过该设计，可以复习和提高大学所学的电路、模电、数电和单片机等相关课程知识，掌握Protel绘制电路图的方法。同时熟悉电子系统设计调试的整个流程。

2. 国内外研究现状分析

频率计又称为电子计数器，到目前为止已有40多年的发展历史。起初，人们追求的目标主要是扩展测量的范围以及测量精度。随着技术的发展，频率计的测频上限已扩展到微波频段，表面上看似乎快发展到头了，其实还有很多要完善的地方。比如对于低档产品要求使用操作简单，量程宽，价格低，可靠性高；而中高档产品则需要在拥有高分辨率，高精度，高稳定度，高速测量率的同时具有数据处理，统计分析，时域分析等功能。

目前，市场上的频率计厂家主要有：台湾的固纬，美国的泰克公司和安捷伦科技公司。固纬公司的产品系列有GFC-8010H、GFC-8131H、 GFC-8270H等。其GFC-8010H在提供频率与周期量测的同时还具有低通滤波器功能。泰克公司的主要产品有FCA3000、FCA3003、FCA3020、FCA3100、FCA3120等，该系列频率计在提供高达20 GHz测量能力的同时，可在一台仪器上实现多参数显示、趋势图模式、统计模式等多种不同功能。安捷伦科技公司的主要产品有 53181A、53131A、53132A， 53150A，53151A，53152A。其中53152A特别适合台式机环境或ate环境，可以处理要求最苛刻的现场应用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：本设计利用高速计数芯片构成高精度的频率计，通过单片机控制计数芯片对被测信号和标准信号进行计数。再采用等精度测频的方法计算被测信号频率。系统可对1hz-30mh频率范围的正弦/方波2种信号进行精确测频；采用8位十进制数字进行显示。

研究计划： 周 次 计 划 安 排

1-3 查阅收集相关资料和撰写开题报告

4. 研究创新点

传统的频率计通常是由组合电路和时序电路等大量的硬件电路构成，产品的体积较大、运行速度慢且系统复杂。

本设计运用单片机为主控芯片，配以专用的高速计数芯片。

两者的结合不仅能克服传统频率计结构复杂、稳定性差、精度不高的弊端，而且体积小、操作简单、精度高，在大大降低设计成本的同时提高了频率计的性能。