基于ICM7216的150MHz數(shù)字頻率計制作

在制作高頻電路時，會經(jīng)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(chǎn)品。

　　所制作的頻率計電氣指標如下：

　　(1)顯示的位數(shù)：8位數(shù)LED

　　(2)頻率測試范圍：10Hz"10MHz，利用預置分頻器(Prescaler)做1/100分頻，可達150MHz

　　(3)基準時間穩(wěn)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(shù)達到甚至超過了一般廠商所生產(chǎn)的頻率計指標參數(shù)。

　　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(shù)電路，顯示電路等，都已經(jīng)包括在頻率計用LSI的內(nèi)部。)

　　頻率計的構成

　　準備制作的頻率計電路原理圖

　　▲計數(shù)用(計頻用)IC;

　　此制作使用ICM7216B(Intersil)公司。此一IC的內(nèi)部含有8位數(shù)BCD計數(shù)器，BCD to 7 字節(jié)解碼器segment decoder，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(chǎn)生電路

　　TCXO單元主要參數(shù)指標，可以看出它具備了相當優(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(nèi)藏有溫度補償電路，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。

　　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(diào)整

　　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(wěn)壓電路。

　　數(shù)值顯示用的LED使用八段共陰極型(Common Cathode) LED，尺寸大點可以得到良好的觀察效果。當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。

　　基板完成后，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。