1. 研究目的与意义
1.1 研究背景
随着科学技术的发展,频率测量的意义已越来越重要,在卫星发射、飞行导航、天文观测、通信广播、科学研究、生产生活等各个方面都需要对频率进行测量。世界各国加速了对电子领域的研究,各种电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都发生了巨大的变化,特别是精密测量出电子设备中各种信号的频率、周期、占空比等电参数已经变得十分重要。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仪器,被测信号可以是正弦波、方波、三角波或其它周期性变化的信号。在电子技术、电子测量领域,频率是继电压、电流测量之后又一最基本的参数。频率测量是电子测量领域的一项重要内容,在产品测量、教学等领域具有较为广泛的价值意义。而传统频率计虽然量程大,精度高,但其体积庞大,重量较大,不易便携,并且售价较高,使得企业生产成本增加。结合这个现实需求,本文提出了一种新的频率测量方式,即利用multisim仿真平台实现频率计数功能,避免了传统频率计的缺点,可以有效增强频率计的性能。
频率计数器是一种能把频率和时间等两种以上的物理量进行数字化测量的一起,其基本设计原理是选取一个基准频率,要求该频率稳定度较高,将该频率对比测量其他信号的频率,计算每秒内待测信号的脉冲个数并换算成频率并以数字形式显示出来。
2. 研究内容与预期目标
2.1研究内容 电信号的基本物理量有许多,其中非常重要的一个是频率(周期是频率的倒数)。与电压、电流等常见电信号物理量相比,频率的测量是相对更简单更精确的。 测量电信号的频率有多种方法。常见的传统方法是直接计数法,该方法又分为测频法和测周期法。测频法适合测量较高频率,测量单位时间内被测信号周期的重复数;测周期法适合测量较低频率,测量相邻两个上升沿或下降沿之间的时间得到周期最后再取倒数得到频率。 直接计数法中容易出现计数正负误差,进而导致最终测得的频率值有误差。所以为了得到更好的频率精确值,在传统方法的基础上又提出游标法、等精度测频法等一系列新方法。对于本科生而言,新方法的设计成本高难度大不易实现。能够掌握和吃透传统测频方法,并在此基础上做出一些改进,可以巩固已学的本科知识,并为可能的后续继续深造打下良好基础。 本次设计主要内容需要综合运用大学期间已学习的电路基础、模拟电子技术、数字电子技术等知识, 结合Multisim仿真平台实现频率计数器的模拟电路部分设计。 2.2预期目标 (1)学习并掌握使用Multisim仿真软件,使能根据具体的输入信号,设计出合理的放大电路(放大倍数可调); (2)根据具体的输入信号,在信号经过放大电路后,设计出合理的滤波电路; (3)在(1)和(2)的基础上,设计出比较电路,最终得到数字方波信号供后续测量; (4)在Multisim平台上调试通过,给出(1)(2)(3)每一部分执行后的具体波形; (5)根据对仿真和实验结果的分析和对比,形成相关科学结论。
|
3. 研究方法与步骤
3.1研究方法
(1)查阅相关资料和文献,了解国内外频率计数测量方法的发展现状,从中整理和总结出对频率测量机制研究的方法以及优化措施,为本课题的研究做好准备。
(2)仿真设计,通过学习multisim仿真软件,熟练掌握仿真软件进行仿真,得出结论。
4. 参考文献
[1]王海梅.探析频率的测量技巧[j].数字通信世界,2021(09):128-130.
[2]葛敏杰,王楚楚,杨欢.基于74hc192的数字频率计设计[j].工业控制计算机,2021,34(06):142-143.
[3]孙鹤,周杨,单琳娜,孙迎春,徐建东.虚拟仿真在电子测量课程教学中的应用[j].中国新通信,2020,22(16):224-225.
5. 工作计划
1、1月9日~1月10日 选择毕业设计课题,了解课题内容及相关技术要求;
2、2月24日~3月15日 按任务书要求撰写并提交开题报告;
3、3月16日~3月30日 课题调研、收集、查阅和学习科技文献资料,掌握与设计课
课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。