八位150MHz數字頻率計的制作,150MHz digital frequency meter

關鍵字：數字頻率計制作,150M頻率計電路

在制作高頻電路時，會經常碰到頻率測量的問題，實際上頻率計(Frequency counter)是一種比較容易自制的電子設備。以下將要制作的頻率計，其性能并不遜色于一般廠商所制造的產品。
所制作的頻率計電氣指標如下：
(1)顯示的位數：8位數LED
(2)頻率測試范圍：10Hz~10MHz，利用預置分頻器(Prescaler)做1/100分頻，可達150MHz
(3)基準時間穩定度：由於使用TCXO單元(溫度補償型晶體振蕩電路)，溫度特性±3PPm/-20~60℃aging rate±1ppm/年。
以上指標參數達到甚至超過了一般廠商所生產的頻率計指標參數。

所制作的頻率計方塊圖
(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，計數電路，顯示電路等，都已經包括在頻率計用LSI的內部。)
頻率計的構成
所制作的為頻率計的方框圖，圖38為其電路圖。以下，針對方框圖加以說明。

準備制作的頻率計電路原理圖

▲計數用(計頻用)lS重；
此制作使用ICM7216B(InterSIL)公司。此一IC的內部含有8位數BCD計數器，BCD to 7 字節解碼器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。
▲基準時間信號產生電路
TCXO單元主要參數指標，可以看出它具備了相當優異的頻率穩定性能。TCXO的振蕩頻率為12.8MHz，利用分頻用IC 74HC4060，做1/12 8分頻，然后將基準頻率100kHz供給頻率計用LSI。

溫度補償型晶體振蕩器TCXO TCO·703A的特性(由於內藏有溫度補償電路，頻率穩定度良好。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性能指標參數
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
負載 20KΩ//5pF
頻率穩定度 溫度特征 ±3ppm/-20~60℃
電源變動特征 ±0.3ppm/5V±5%
長期特征 ±1ppm/（年）
頻率可調范圍 大于（內含修整電容）
同系列產品可供頻率選擇 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
(計頻器IC最大輸入頻率僅為10MHz，因此，利用預置分頻器做1/100分頻，可以擴大測試的頻率范圍。)
頻率計的制作與調整
圖42為頻率計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壓電路。
數值顯示用的LED使用八段共陰極型(Common Cathode) LED，尺寸大點可以得到良好的觀察效果。當然如果無法得到此種規格的LED，也可以視所能取得LED規格，對印刷電路基板作必要的修改。
圖43所示的為前置分頻器的零件配置與印刷電路銅箔圖樣。
基板完成後，利用寬頻帶放大器的VR 10k，將2SC2347的集電極電壓調整為2.5V。其它沒什么需要調整的地方，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。