八位150MHz數(shù)字頻率計(jì)的制作

在制作高頻電路時，會經(jīng)常碰到頻率測量的問題，實(shí)際上頻率計(jì)(frequency counter)是一種比較容易自制的電子設(shè)備。以下將要制作的頻率計(jì)，其性能并不遜色于一般廠商所制造的產(chǎn)品。
所制作的頻率計(jì)電氣指標(biāo)如下：
(1)顯示的位數(shù)：8位數(shù)LED
(2)頻率測試范圍：10Hz~10MHz，利用預(yù)置分頻器(Prescaler)做1/100分頻，可達(dá)150MHz
(3)基準(zhǔn)時間穩(wěn)定度：由於使用TCXO單元(溫度補(bǔ)償型晶體振蕩電路)，溫度特性±3PPm/-20~60℃aging rate±1ppm/年。
以上指標(biāo)參數(shù)達(dá)到甚至超過了一般廠商所生產(chǎn)的頻率計(jì)指標(biāo)參數(shù)。

所制作的頻率計(jì)方塊圖
(主要電路為輸入用放大器，Prescaler，顯示器。
除此之外，王要的控制電路，計(jì)數(shù)電路，顯示電路等，都已經(jīng)包括在頻率計(jì)用LSI的內(nèi)部。)
頻率計(jì)的構(gòu)成
所制作的為頻率計(jì)的方框圖，圖38為其電路圖。以下，針對方框圖加以說明。

準(zhǔn)備制作的頻率計(jì)電路原理圖

▲計(jì)數(shù)用(計(jì)頻用)lS重；
此制作使用ICM7216B(Intersil)公司。此一IC的內(nèi)部含有8位數(shù)BCD計(jì)數(shù)器，BCD to 7 字節(jié)解碼器segment deco
der，控制電路等。再追加周邊的寬頻帶放大器，LED軀動器等，便可以完成頻率計(jì)。
▲基準(zhǔn)時間信號產(chǎn)生電路
TCXO單元主要參數(shù)指標(biāo)，可以看出它具備了相當(dāng)優(yōu)異的頻率穩(wěn)定性能。TCXO的振蕩頻率為12.8MHz，利用分頻用IC 74HC4060，做1/12 8分頻，然后將基準(zhǔn)頻率100kHz供給頻率計(jì)用LSI。

溫度補(bǔ)償型晶體振蕩器TCXO TCO·703A的特性(由於內(nèi)藏有溫度補(bǔ)償電路，頻率穩(wěn)定度良好。振蕩頻率為12.8MHz，再利用分頻用IC74HC4060做1/128分頻，成為100kHz)

TCXO TCO-703A性能指標(biāo)參數(shù)
輸出頻率 10MHz 12.8MHz或14.5MHz
電源電壓 5V±5%
工作耗電 ≤5mA
輸出電平 1VP-P
負(fù)載 20KΩ//5pF
頻率穩(wěn)定度 溫度特征 ±3ppm/-20~60℃
電源變動特征 ±0.3ppm/5V±5%
長期特征 ±1ppm/（年）
頻率可調(diào)范圍 大于（內(nèi)含修整電容）
同系列產(chǎn)品可供頻率選擇 10MHz~24MHz

▲前置分頻器電路
由於ICM 7216B的頻率上限為10MHz，利用前置分頻器，可以提高頻率的應(yīng)用上限。圖41所示的為前置分頻器電路圖，前置分頻器為做1/100分頻。

▲其他的電路
頻率計(jì)LSI輸入端在寬頻帶放大器的輸出或前置分頻器的輸出間切換是利用了3狀態(tài)緩沖器(3 State Buffer)74HCl25做為切換器，如圖41。

l/100分頻的前置分頻電路
(計(jì)頻器IC最大輸入頻率僅為10MHz，因此，利用預(yù)置分頻器做1/100分頻，可以擴(kuò)大測試的頻率范圍。)
頻率計(jì)的制作與調(diào)整
圖42為頻率計(jì)的零件配置與印刷電路基板圖樣。在印刷電路基板上，包含有整流電路與穩(wěn)壓電路。
數(shù)值顯示用的LED使用八段共陰極型(Common Cathode) LED，尺寸大點(diǎn)可以得到良好的觀察效果。當(dāng)然如果無法得到此種規(guī)格的LED，也可以視所能取得LED規(guī)格，對印刷電路基板作必要的修改。
前置分頻器的零件配置與印刷電路銅箔基板完成後，利用寬頻帶放大器的VR 10k，將2SC2347的集電極電壓調(diào)整為2.5V。其它沒什么需要調(diào)整的地方，找個漂亮的外殼把整個電路裝上，整個頻率器的制作便算完成了。