数字频率计的工作特征与实现

文章首先针对数字频率计的相关概念，以及其工作方式展开了分析，而后进一步给出了数字频率计的系统结构，并且在此基础之上对频率计的工作原理加以讨论，对于加深其工作特征方面的认识有着一定的积极价值。

当前电子工业迅猛发展，从客观上对于极ng准测量的需求也与日俱增，如何获取到关于电路中的频率、电压、电流等参数的更为详尽和精确的数据，已经成为当前相关领域中共同关注的问题。在电子技术环境中，频率与其他诸多电参量息息相关，并且其精确测定更是影响到其他诸多方面的测定以及计算结果是否可靠，因此频率的计量和计算需求日渐突出，与之对应的频率计也成为科研以及工业控制等多个领域中不容忽视的重要应用仪器。

一、数字频率计的相关概念

频率计又称为频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量设备。在传统环境中，频率计结构复杂并且稳定性一直受到质疑，精度也因为旧有技术的制约而难以提升，更为重要的在于传统频率计单一的测频特征，从客观上无法满足当前测量环境的实际发展需求。

随着信息技术的发展和在其各个领域的深入应用，数字频率计也开始在应用环境中涌现。数字频率计相对于传统频率计而言，主要是用于实现对于既有低精度以及相对较窄的测量范围的改善。综合当前的模拟电子技术、单片机技术、电子测量技术、数字电子技术以及计算机通信技术等相关成熟技术体系，展开对于实际频率测试工作需求环境典型特征的分析，对数字频率计加以设计和实现。

从工作原理的角度看，数字频率计体系中，待测定的输入信号首先需要展开放大和整形，这一环节可以由放大器与门电路加以实现，使其能够被单片机所接受，而后进行分频处理，并送达至单片机环节。单片机首先展开采样处理，而后通过按键选择判断测量功能并对脉冲展开计数，完成待测信号频率、周期、脉宽、占空比的测量，Z后将结果交由LED数码管显示输出。

这样的一个工作过程，可以考虑在电子计数器的基础上展开改进和拓展加以实现，在允许的误差范围内，完成对于待测信号的频率、周期以及脉冲宽度和占空比的测量。此种频率计，可以对正弦波信号、锯齿波信号、三角波信号、方波信号、矩形波信号和尖脉冲信号等其他各种单位时间内信号展开有效频率测定，对于获取电信号基本频率特征有着不容忽视的积极价值。

二、数字频率计的系统工作原理分析

以单片机作为核心组件的数字频率计，从整个频率计系统结构中可以看出，单片机以及输入信号预处理单元是整个系统的两个ZD所在，其中输入信号预处理单元进一步可以从功能结构上分为信号整形处理单元和信号分频处理单元两个部分。待测信号首先进入信号整形处理单元环节，在实际测量过程中，为防止因信号过大而造成的器件烧毁，多考虑采用二极管展开波形方面的限幅。阻抗变换器和电压跟随器可以考虑采用低噪声和高频效应良好的运算放大构成同向比例放大器，发挥阻抗变换作用，借以实现提高输入阻抗，保证信号的采样质量的目标。

对对于信号分频处理工作而言，主要是考虑到单片机内部晶振为12MHz，其理论测量Zgao频率为500kHz水平，因此在实际工作中，需要将测量频率范围加以过滤。通常是将测量频率范围分为三个层级，即1kHz-400kHz、400kHz-1MHz以及1MHz-50MHz，并且针对1kHz-400kHz范围内信号直接展开单片机测量，而对于另外两个范围的信号则首先在硬件上展开16分频和128分频，而后在软件上倍频，扩大信号测量范围。

从单片机的工作角度看，工作的稳定性以及抗干扰性是必须考虑的方面，在此基础之上综合考虑性价比，才能获取良好选择。美国STC公司的16位STC89C52RC单片机可以作为理想的备选，其可靠性和功耗都保持在良好范围内，并且其Zgao时钟频率为80MHz，内部继承了三个16位计数器，在干扰性方面也表现良好。通常在实际工作中，为了保证信号测量精度，单片机可预置测量闸门时间，通过软件控制定时计数，使在闸门时间内Zda限度地测量多个信号频率、周期。

三、结论

数字频率计本身是当前信息环境发展的必然结果，在实际工作中，应当以环境需求作为基础展开设计和实现，综合考虑频率计的结构、性能以及成本等方面因素，在切实保证系统强壮型的基础上作出综合设计，为对应的测量工作提供坚实基础。