频率元件

频率元件是什么

晶振只是属于短稳好的频率元件,长稳好的有铷模块、原子钟比如铷原子钟、铯原子钟这都是精度很高的。

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简易频率计

一、设计任务与要求

1.设计制作一个简易频率测量电路,实现数码显示。

2.测量范围:10Hz~99.99KHz

3.测量精度: 10Hz。

4. 输入信号幅值:20mV~5V。

5. 显示方式:4位LED数码。

二、方案设计与论证

频率计是用来测量正弦信号、矩形信号、三角形信号等波形工作频率的仪器,根据频率的概念是单位时间里脉冲的个数,要测被测波形的频率,则须测被测波形中1S里有多少个脉冲,所以,如果用一个定时时间1S控制一个闸门电路,在时间1S内闸门打开,让被测信号通过而进入计数译码器电路,即可得到被测信号的频率fx。

任务要求分析:

频率计的测量范围要求为10Hz~99.99KHz,且精度为10Hz,所以有用4片10进制的计数器构成1000进制对输入的被测脉冲进行计数;要求输入信号的幅值为20mV~5V,所以要经过衰减与放大电路进行检查被测脉冲的幅值;由于被测的波形是各种不同的波,而后面的闸门或计数电路要求被测的信号必须是矩形波,所以还需要波形整形电路;频率计的输出显示要经过锁存器进行稳定再通过4位LED数码管进行显示。

经过上述分析,频率计电路设计的各个模块如下图:

方案一:

根据上述分析,频率计定时时间1s可以通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1000Hz的脉冲,再进行分频成1Hz即周期为1s的脉冲,再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s;放大整形电路通过与非门、非门和二极管组成;闸门电路用一个与门,只有在定时脉冲为高电平时输入信号才能通过与门进入计数电路计数;计数电路可以通过5个十进制的计数器组成,计数器再将计的脉冲个数通过锁存器进行稳定最后通过4个LED数码显像管显示出来。

方案二:

频率计定时时间1s可以直接通过555定时器和电容、电阻构成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲,再通过T触发器把脉冲正常高电平为1s;放大整形电路可以直接用一个具有放大功能的施密特触发器对输入的信号进行整形放大,其他模块的电路和方案一的相同。

通过对两种方案的分析,为了减少总的电路的延迟时间,提高测量精确度,所以选择元件少的第二种方案。

三、单元电路设计与参数计算

时基电路:

用555_VIRTUAL定时器和电容、电阻组成多谐振荡器产生1Hz的脉冲,根据书中的振荡周期 : T=(R1+R2)C*ln2 取C=10uF,R1=2KΩ,T=1s,计算得:R2=70.43KΩ,再通过T触发器T_FF把脉冲正常高电平为1s的脉冲,元件的连接如下:

经示波器仿真,产生的脉冲的高电平约为1S。

放大整形电路:

用一个74HC14D_4V的含放大功能的施密特触发器对输入脉冲进行放大整形,把输入信号放大整形成4V的矩形脉冲,其放大整形效果如下图:

闸门电路:

用一个与门74LS08作为脉冲能否通过的闸门,当定时信号Q为高电平时,闸门打开,输入信号进入计数电路进行计数,否则,其不能通过闸门。

计数电路:

计数电路用5(4)片74192N计数器组成100000(10000)进制的计数电路,74192N是上升沿有效的,来一个脉冲上升沿,电路记一次数,所以计数的范围为0~99999(5000)。

但计数1S后要对计数器进行清零或置零,在这里用清零端,高电平有效,当计数1S后,Q为低电平,Q’为高电平,所以用Q’作为清零信号,接线图如下:

锁存显示电路:

当计数电路计数结束时,要把计得脉冲数锁存通过数码显示管稳定显示出来。

锁存器用2片74ls273,时钟也是上升沿有效,当Q为下降沿时,Q’恰好是上升沿,所以用Q’作为锁存器的时钟,恰能在计数结束时把脉冲数锁存显示,电路的接线图如下:

四、总电路工作原理及元器件清单

1.总原理图

2.电路完整工作过程描述(总体工作原理)

555组成的多谐振荡器产生1Hz的脉冲,经过T触发器整形成高电平时间为1S的脉冲,高电平脉冲打开闸门74LS08N,让经施密特触发器74HC14D放大整形的被测脉冲通过,进入计数器进行1S的计数。

当计数结束时,T触发器的Q为下降沿,Q’刚好为上升沿,触发锁存器工作,让计数器输出的信号通过锁存器锁存显示,同时,高电平的Q’信号对计数电路进行清零,此后,电路将循环上述过程,但对于同一个被测信号,在误差的允许范围内,LED上所显示的数字是稳定的。

3.元件清单

元件序号 型号 主要参数 数量 备注

1 74192 5 加法计数器

2 74LS273 2 锁存器

3 DCD_HEX 4 LED显示器

4 555_VIRTUAL 1 定时器

5 T_FF 1 T触发器

6 CAPACITOR_RATED 电容10Uf、额定电压50V 1 电容

7 CAPACITOR_RATED 电容10Nf、额定电压10V 1 电容

8 RES 阻值2KΩ 1

9 RES 阻值 1

10 74LS08 1 双输入与门

11 74HC14D_4V 1 施密特触发器,放大电压4V

12 AC_VOLTAGE 1 可调的正弦脉冲信号

五、仿真调试与分析

把各个模块组合起来后,进行仿真调试以达到任务要求。

① 在信号输入端输入10Hz的交流脉冲,仿真,结果如下:

说明仿真的结果准确

② 在信号输入端输入300Hz的交流脉冲,仿真,结果如下:

仿真结果准确

③ 在信号输入端输入3KHz正弦脉冲,仿真,结果如下:

④输入20KHz的正弦脉冲,仿真,结果如下:

仿真结果结果与实际的结果相差20Hz,这说明频率越高,误差越大。

经分析,这是由于各个元器件存在着延迟时间,1S的脉冲,经过各个元器件的延迟,计数时间会大于1s,频率越高,误差越大,所以计数的时间要稍微小于1S,调小时基电路的R3为70.23KΩ,仿真,结果如下:

还是存在误差,经过多次调节R3仿真,最后确定R3为70.06 KΩ时对于各个频率的测试都比较准确,20KHz时仿真结果如下:

所以R3为70.06KΩ是测得的各个频率值都比较准确,且电路设计都符合测任务要求。

六、结论与心得

在这次课程设计的过程中,我收获不少。

首先,我学会了把一个电路分成模块去设计,最后再整合,这样可以把一个复杂的电路简单化了,并且这样方便与调试与修改;其次,设计有助了我去自学一些元器件的功能,去运用它;再次,我也初步会用multisim软件设计电路;最后,这次课程设计也提高了我查找问题、思考问题和解决问题的能力,还锻炼了我的耐性。

在这次课程设计中也遇到了很多问题,首先,是对元器件了解不多,对于要实现某种功能不知道用那一种元件,所以问同学,上网收索,再了解这种元件的逻辑功能,学会去用它;其次,不大会用电路设计软件,一开始用EWB软件设计,对模块仿真可以,但整合整个原理图仿真却不行,通过示波器观察输出波形发现脉冲走了一小段却停止了,以为是电路有问题,就查找了很多遍才找出问题,原来在那个软件仿真时是不允许存在两个信号,所以重新用multisim设计,才可以;最后,在用multisim仿真高频率时仿真速度极慢,所以调整了软件的仿真最大步长,但问题又出现了,信号紊乱,数码管显示数字不一,然后就猜想会不会是元件的问题,太高频率元件来不及反应就输出结果,但上网寻找答案,原来是软件的仿真步长会影响仿真的精确度,所以,某一范围的频率仿真,要用相应的最大仿真步长。

这个题目的设计花了自己不少心血,有时甚至一整天在弄,但是当自己成功地设计出电路时所获得的那一份成就感是无法表达的,所以整个电路的设计过程充满着苦恼与乐趣。

七、参考文献

[1] 阎石 《数字电子技术基本教程》第一版 ,清华大学出版社,2007.08

频率元件上市公司

1、惠伦晶体晶振品牌 公司简介:广东惠伦晶体科技股份有限公司成立于2002年(前身东莞惠伦顿堡电子有限公司),是一家专业研发、生产和销售新型表面贴装石英晶体谐振器、振荡器、热敏电阻的国家级高新技术企业。

2、星光鸿创(XGHC)晶振品牌 深圳市星光鸿创电子有限公司创立于1998年,致力研发、设计、生产、销售各种新型SMD晶振、DIP系列晶振等频率控制元件,总投资3000万美金,为国家级高新技术企业,是集投资及电子设备制造等多元化发展的晶振集团公司。

3、湖北东光 湖北东光电子股份有限公司在1986年进入石英晶体行业,通过引进日、美等先进国家成套生产设备组建石英晶体频率元器件生产线(含晶片生产线),经历近20年滚动发展,目前公司具备频率元器件每年1.5亿只、厚膜混合电路300万块的生产能力。

4、唐山晶源 唐山晶源电子有限公司于2001年12月26日在玉田县工商行政管理局登记成立。

法定代表人任志军,公司经营范围包括研发、生产和销售压电晶体频率器件、蓝宝石光电材料及部件等。

5、应达利 应达利电子股份有限公司于1995年在深圳成立,是一家集专业研发、设计、生产和销售晶体谐振器、振荡器等晶体产品和设备于一体的综合性外资企业,年产量达到7.2亿颗,提供多元化的频率控制元件。

公司总部坐落于宝安区福永街道风景优美的凤凰山下。

于国内深圳及福州拥有2所工厂,且在北京、重庆、苏州、福州、深圳、香港、台湾、马来西亚等地设有办事处。

6、晶科鑫 晶科鑫是专业生产和销售石英晶振、钟振、晶体滤波器、陶瓷晶振及陶瓷滤波器、声表谐振器及声表滤波器的集团公司,产品广泛应用于计算机及其周边设备、手机通讯、车载GPS、蓝牙无线传输等。

7、深圳扬兴 深圳扬兴科技有限公司创立于1986年,总部位于深圳市龙华区,目前公司拥有YXC自主品牌,并于2017年被评为“电子元器件十大品牌”,产品通过Rohs、环保等认证,现全球拥有超过12家以上YXC代理商,服务范围触及四大洲。

2016年,扬兴成为国内较早可编程晶振厂商,在可编程领域占据重要地位。

同时,为了满足客户多样化需求,扬兴为日本EPSON及美国SiTime一级代理商,在表晶及温补压控晶振方面大批量满足客户需求,出货量位列前茅。

8、大真空晶振(KDS) 大真空晶振是全球领先的晶振制造商之一,KDS主要生产温补晶振(TCXO)、恒温晶振(OCXO)、压控晶振(VCXO)、时钟晶振(SPXO)、晶体谐振器、晶体滤波器等产品;其产品广泛用于手机、对讲机、GPS/北斗定位仪、汽车电子系统、倒车雷达、小型基站、LTE、RFID、激光测距仪、笔记本、平板电脑、数字集群通信系统、仪器仪表等领域。

9、京瓷晶振(KYOCERA) 京瓷晶振(KYOCERA),最初为一家技术陶瓷生产厂商。

技术陶瓷是指一系列具备独特物理、化学和电子性能的先进材料。

如今,京瓷公司的大多数产品与电信有关,包括无线手机和网络设备、半导体元件、射频和微波产品套装、无源电子元件、水晶振荡器和连接器、使用在光电通讯网络中的光电产品。

10、TXC TXC为一专业频率组件制造厂,自1983年12月成立以来,致力于插件式(DIP)与表面黏着式(SMD)石英晶体系列之研发、设计、生产与销售,专事生产高精密、高质量之石英晶体谐振器(crystal resonator)、振荡器(Oscillator)等系列产品。

频率元件巨头停工

晶振只是属于短稳好的频率元件,长稳好的有铷模块、原子钟比如铷原子钟、铯原子钟这都是精度很高的。

频率元件属于什么元件类别

晶振只是属于短稳好的频率元件,长稳好的有铷模块、原子钟比如铷原子钟、铯原子钟这都是精度很高的。

频率元件包括哪些

晶振只是属于短稳好的频率元件,长稳好的有铷模块、原子钟比如铷原子钟、铯原子钟这都是精度很高的。

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电力系统的频率维持在50HZ,当负荷大于发电的能力,发电机的转速下降,若下降幅度太多,危及系统的安全。

一般是通过调度控制负荷的增加。

但是,在系统解列等情况下,必须通过自动装置来迅速平衡发电和用电,以频率为依据,切除负荷,这就是低频减载。

新型频率元件

1、惠伦晶体晶振品牌 公司简介:广东惠伦晶体科技股份有限公司成立于2002年(前身东莞惠伦顿堡电子有限公司),是一家专业研发、生产和销售新型表面贴装石英晶体谐振器、振荡器、热敏电阻的国家级高新技术企业。

2、星光鸿创(XGHC)晶振品牌 深圳市星光鸿创电子有限公司创立于1998年,致力研发、设计、生产、销售各种新型SMD晶振、DIP系列晶振等频率控制元件,总投资3000万美金,为国家级高新技术企业,是集投资及电子设备制造等多元化发展的晶振集团公司。

3、湖北东光 湖北东光电子股份有限公司在1986年进入石英晶体行业,通过引进日、美等先进国家成套生产设备组建石英晶体频率元器件生产线(含晶片生产线),经历近20年滚动发展,目前公司具备频率元器件每年1.5亿只、厚膜混合电路300万块的生产能力。

4、唐山晶源 唐山晶源电子有限公司于2001年12月26日在玉田县工商行政管理局登记成立。

法定代表人任志军,公司经营范围包括研发、生产和销售压电晶体频率器件、蓝宝石光电材料及部件等。

5、应达利 应达利电子股份有限公司于1995年在深圳成立,是一家集专业研发、设计、生产和销售晶体谐振器、振荡器等晶体产品和设备于一体的综合性外资企业,年产量达到7.2亿颗,提供多元化的频率控制元件。

公司总部坐落于宝安区福永街道风景优美的凤凰山下。

于国内深圳及福州拥有2所工厂,且在北京、重庆、苏州、福州、深圳、香港、台湾、马来西亚等地设有办事处。

6、晶科鑫 晶科鑫是专业生产和销售石英晶振、钟振、晶体滤波器、陶瓷晶振及陶瓷滤波器、声表谐振器及声表滤波器的集团公司,产品广泛应用于计算机及其周边设备、手机通讯、车载GPS、蓝牙无线传输等。

7、深圳扬兴 深圳扬兴科技有限公司创立于1986年,总部位于深圳市龙华区,目前公司拥有YXC自主品牌,并于2017年被评为“电子元器件十大品牌”,产品通过Rohs、环保等认证,现全球拥有超过12家以上YXC代理商,服务范围触及四大洲。

2016年,扬兴成为国内较早可编程晶振厂商,在可编程领域占据重要地位。

同时,为了满足客户多样化需求,扬兴为日本EPSON及美国SiTime一级代理商,在表晶及温补压控晶振方面大批量满足客户需求,出货量位列前茅。

8、大真空晶振(KDS) 大真空晶振是全球领先的晶振制造商之一,KDS主要生产温补晶振(TCXO)、恒温晶振(OCXO)、压控晶振(VCXO)、时钟晶振(SPXO)、晶体谐振器、晶体滤波器等产品;其产品广泛用于手机、对讲机、GPS/北斗定位仪、汽车电子系统、倒车雷达、小型基站、LTE、RFID、激光测距仪、笔记本、平板电脑、数字集群通信系统、仪器仪表等领域。

9、京瓷晶振(KYOCERA) 京瓷晶振(KYOCERA),最初为一家技术陶瓷生产厂商。

技术陶瓷是指一系列具备独特物理、化学和电子性能的先进材料。

如今,京瓷公司的大多数产品与电信有关,包括无线手机和网络设备、半导体元件、射频和微波产品套装、无源电子元件、水晶振荡器和连接器、使用在光电通讯网络中的光电产品。

10、TXC TXC为一专业频率组件制造厂,自1983年12月成立以来,致力于插件式(DIP)与表面黏着式(SMD)石英晶体系列之研发、设计、生产与销售,专事生产高精密、高质量之石英晶体谐振器(crystal resonator)、振荡器(Oscillator)等系列产品。

电阻元件的频率不同

在CD4060的10脚与11脚之间的电阻应该是10M-20M并且在11脚与32768Hz石英之间串上200K-300K电阻就容易起振,否则应该查CD4060的12脚是否没有接触到地也会岀现手一靠近就起振还不规律问题。

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