基于Multisim的高精度数字频率计的设计和仿真.pdf

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1、第24卷第6期2011年11月机电产品开发与纠新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducEsV01．24。No．5Nov．，2011文章编号：1002—6673(2011)06—095—02基于Multisim的高精度数字频率计的设计和仿真周敏(华东师范大学苏州工业职业技术学院机电工程系，江苏苏州215104)摘要：数字频率计是电工电子中常用的测量仪器，数字频率计通过用输入待测信号对一特定长度的信号进行计数，从而得出频率并通过教码管直观的显示出来。本文提出了一种与输入同步的数字频率计的’设计，提高了

2、频率计的精度，设计采用Multisim软件进行设计和仿真的过程，介绍了其工作原理，硬件电路设计和仿真的过程。设计采用了Multisim软件进行设计和仿真，设计结果得到的验证。关键词：频率计；数字电路；Multisim；仿真中图分类号：TN702文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2011．06．038AFrequencyCounterDesignandSimulationUsingMultisimzHouMin(SuzhouInstituteofIndustryTechnology，SuzhouJiangsu215104，

3、China)Abstract：Digitalfrequencycounterisusedtomeasurethefrequencyofasignal．ItiscolnnlontouseamultivibratortOgenerateastandard1secondtamebasesignalandcountinputsignalgatedbythissignal．However．theasynchronousofthistimebasesignal、撕t11inputsignalwillbringerrors．Inthispaper，ahighprecisi

4、onfrequencycounterwhichusesynchronizedtilTlebasesignalgeneratorisproposed．ThisfrequencycounterisdesignedandsimulatedbyMultisimt001sandresultisvenfied．Keywords：frequencycounter；digitalcircuit；multisim；simulation0引言Multisim是一款EDA软件．广泛地应用于电子电路的仿真和设计。Muhisim软件包含丰富的元器件库如74：系列等集成电路、电容电阻等

5、基本元件、数码管、5l单片机等等，同时还有各种谴拟测量仪器如万用表、示波器、逻辑分析仪等等。该软件其具有图形化的开发界面．用户只需要选择相应的元器件和测试仪器放置于电路图上，进行连线以后就可以进行仿真，得到直观的仿真结果，大大降低了电路的设计成本，也缩短了产品的开发周期。数字频率计是电T电子中常用的测量仪器，其原理l是对输入信号进行计数。测量其频率并直接通过数码管显示出来。Muhisim非常适合于这类电路的设计和仿I真，仿真结果非常的直观和清晰。文献fl】中采用了Mul．tisim对数字频率计进行了设计和仿真。本文在这些数l字频率计的设计基础上进行了改进，通

6、过跟待测信号同——收稿Et期：2011—10—31一作者简介：周敏(1980-)，女，江苏靖江人，硕士研究生，l讲师。主要从事电子技术研究。步的时基产生电路将时基信号和待测信号同步．提高了频率计的精度。同时，本文也采用Multisim工具进行了设计和仿真，验证了设计结果。1数字频率计的设计数字频率计的基本原理为通过时基电路产生一个已知长度的信号，将输入信号与这一已知长度信号进行相与，对得到的信号进行计数。例如输入信号作为时钟对1秒长度的时基信号进行计数，结果在这1秒内有10个脉冲，则输入信号为10／ls=10Hz。常用的数字频率计设计通常将时基产生电路和输入

7、待测信号信号完全独立。因此这两个信号相互异步，容易造成误差。如图l所示，待测信号频率为5Hz，当时基信号与输入信号关系如图1(a)所示时，计数得到的结果为6Hz，只有如图l(b)所示的时序关系才能正确的计数得到5Hz。为了提高数字频率计的精度，可以采用输人信号作痔着臂tZ7厂厂71厂二痔爿劈号／Z一17厂7厂厂时基情号rr；二二二二_i_二二二二二F时基情号一_=r——二二二1_—二二_二二-j习门控对钟几]厂：厂]『]厂f1控时钟j]j—L』]r厂(a)(b)图1频辜计测量方法·制造业信息化为时钟产生各同步的控制信号，并用同步的控制信号通过单稳态电路产生同

8、步的1秒的时基信号．从而总是产生如图I(b)所示时基