高精度低頻頻率測試儀制造技術

本實用新型專利技術揭示了一種高精度低頻頻率測試儀，包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路。信號峰值檢波電路主要用于檢測被測信號的峰值，單片機控制電路對信號進行峰值檢測后，控制信號放大電路選擇不同放大倍數對信號進行分類放大，比較整形電路將被放大后的被測信號轉換為方波，以便單片機控制電路通過計算上升沿的個數來計算頻率，最終實現頻率測試；通過上述各電路的配合，本頻率測試儀可實現測量低頻頻率(10HZ～100KHZ)，且具有非常高的精度。

【技術實現步驟摘要】
高精度低頻頻率測試儀
本技術的實施例涉及一種頻率測試裝置，具體而言，涉及一種高精度低頻頻率測試儀。
技術介紹
頻率特性測試儀又簡稱頻率測試儀，主要用于測量網絡(電路)的頻率特性，如測量濾波器、放大器、高頻調諧器、雙工器、天線等設備的頻率特性，而且往往用于對這些電子設備或網絡的測試，也是實驗室中常用的電子測量儀器之一。目前大部分頻率測試儀采用的是傳統的直接測頻法或者測周法，測量精度不高。
技術實現思路
本技術的目的在于針對現有技術中的上述缺陷，提供一種高精度低頻頻率測試儀，其可實現測量低頻頻率(10HZ～100KHZ)，并具有非常高精度。為實現上述技術目的，本技術采用了如下技術方案：一種高精度低頻頻率測試儀，包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路；其中，信號峰值檢波電路包括采樣保持放大器、比較器、穩壓二極管和模數轉換器，被測信號輸入到采樣保持放大器和比較器，采樣保持放大器用于采樣被測信號電壓值和保持其電壓峰值，穩壓二極管耦合在采樣保持放大器的邏輯輸入控制端和比較器的輸出端，模數轉換器用于將采樣保持放大器采樣的電壓值、并轉換為數字信號送給單片機控制電路；單片機控制電路包括單片機及其外圍電路，單片機接收模數轉換器送來的數字信號并進行峰值檢測，并向信號放大電路輸出開關選擇控制信號；信號放大電路包括模擬開關器、二級信號增益放大電路和一級信號增益放大電路，用于對被測信號進行二級增益放大或一級增益放大或零放大，并輸出給比較整形電路；比較整形電路與模擬開關器輸出端耦合，接收被信號放大電路處理后的被測信號并轉換為方波，并送給單片機計算頻率。此外，本技術還提供如下附屬技術方案：采樣保持放大器的型號為LF398，其第3腳輸入被測信號，第2腳耦合一偏置調零電位器，第5腳輸出采樣電壓值，第6腳耦合一采樣保持電容，第8腳為邏輯輸入控制端，其耦合比較器輸出端以及穩壓二極管。比較器的型號為LM311，其同相端輸入被測信號、反相端耦合采樣保持放大器的輸出端、輸出端耦合采樣保持放大器的邏輯輸入控制端以及穩壓二極管。單片機的型號為STC89C52RC，其外圍電路包括復位電路、晶振電路和顯示器電路，顯示器電路用于顯示頻率值。模擬開關器的型號為MAX309CPE，其第1腳和第16腳耦合單片機、輸入開關選擇控制信號，第8腳輸入被測信號，第9腳耦合比較整形電路、輸出放大后的被測信號，第一路開關通道直連，所述二級信號增益放大電路耦合在第二路開關通道，所述一級信號增益放大電路耦合在第三路開關通道。二級信號增益放大電路包括第一運放和第二運放，第一運放同向端耦合模擬開關器的第5腳、反相端接地、輸出端耦合第二運放同相端，第二運放反相端接地、輸出端耦合模擬開關器的第12腳。一級信號增益放大電路包括第三運放，第三運放同向端耦合模擬開關器的第6腳、反相端接地、輸出端耦合模擬開關器的第11腳。比較整形電路包括比較器、調零電位器、正反饋電阻和正反饋電位器；比較器的型號為LM311，其反相端輸入被信號放大電路放大后的被測信號，同相端經正反饋電位器后接地，輸出端耦合單片機、同時也經正反饋電阻和正反饋電位器后接地。相比于現有技術，本技術的高精度低頻頻率測試儀的優勢在于：其包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路。信號峰值檢波電路主要用于檢測被測信號的峰值，單片機控制電路對信號進行峰值檢測后，控制信號放大電路選擇不同放大倍數對信號進行分類放大，比較整形電路將被放大后的被測信號轉換為方波，以便單片機控制電路通過計算上升沿的個數來計算頻率，最終實現頻率測試；通過上述各電路的配合，本頻率測試儀可實現測量低頻頻率(10HZ～100KHZ)，且具有非常高的精度。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例的技術方案，下面將對實施例或相關技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本技術的一些實施例，并非對本技術的限制。圖1是本技術較佳實施例的高精度低頻頻率測試儀的信號峰值檢波電路的電路圖。圖2是本技術較佳實施例的高精度低頻頻率測試儀的單片機控制電路的電路圖。圖3是本技術較佳實施例的高精度低頻頻率測試儀的信號放大電路的電路圖。圖4是本技術較佳實施例的高精度低頻頻率測試儀的比較整形電路的電路圖。具體實施方式為了能夠更清楚地理解本技術的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本技術技術方案作進一步非限制性的詳細描述。本技術的高精度低頻頻率測試儀包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路。見圖1，信號峰值檢波電路主要用于檢測被測信號的峰值，以便在后級信號放大電路中選擇合適的放大倍數對被測信號進行放大。信號峰值檢波電路包括包括采樣保持放大器U2、比較器U3、穩壓二極管D1和模數轉換器U4。采樣保持放大器U2的型號為LF398；其第1腳輸入正電壓(+15V)；第2腳耦合一偏置調零電位器RP2；第3腳為被測信號輸入引腳，輸入被測信號(Vi)；第4腳輸入負電壓(-15V)；第5腳分別與比較器U3和模數轉換器U4耦合，輸出采樣電壓值(Vpp)；第6腳耦合一采樣保持電容C4；第7腳接地；第8腳為邏輯輸入控制端，其耦合比較器U3和穩壓二極管D1，該引腳電平為“1”時采樣，為“0”時保持。比較器U3的型號為LM311，工作在比較器狀態。比較器U3的同相端輸入被測信號(Vi)，反相端與U2第5腳耦合，輸出端分別與U2第8腳以及穩壓二極管D1耦合，第5、6、8腳耦合調零電位器RP2。模數轉換器U4的型號為ADC0832，其第2腳與U2第5腳耦合，接收輸入采樣電壓值(Vpp)，第1、5、6、7腳與單片機控制電路耦合。信號峰值檢波電路開始工作時，當輸入被測信號(Vi)在正半周上升階段時，U2輸出為0，所以U3的同相端電位大于反相端電位，比較輸出后，U3的輸出端為高電平，穩壓二極管D1被擊穿并穩壓在5V，導致U2第8腳為高電平5V，此時U2工作在信號采樣模式。電路工作在采樣模式時，當U2第3腳的被測信號處于上升階段時，U2第5腳的輸出值跟隨第3腳的電壓值，直到第3腳電壓出現最大值。當U2第3腳的輸入由峰值準備下降時，此時U3同相端小于反相端電位，U3輸出端輸出低電平，U2第8腳變為低電平，U2工作在保持模式，此時U2的第5腳繼續保持上一個電壓峰值。該峰值經過U4進行模數轉換后送入單片機控制模塊，并由單片機控制模塊判斷被測信號的峰值大小。見圖2，單片機控制電路包括單片機U1及其外圍電路，單片機U1的型號為STC89C52RC，分別與模數轉換器U4、信號放大電路和比較整形電路耦合；外圍電路包括復位電路、晶振電路和顯示器電路，其中，復位電路由電阻R1和電容C1組成，晶振電路由電容C2、電容C3和晶振X1組成，晶振頻率為12MHz，顯示器電路包括顯示器LCD和調光電位器RP1，型號為LCD1602，與單片機U1的P0口耦合，用于顯示頻率值。見圖3，信號放大電路包括模擬開關器U5、二級信號增益放大電路和一級信號增益放大電路。信號放大電路用于對被測信號(Vi)進行增益放大并輸出。模擬開關器U5的型號為MAX309CPE，其第1腳和第16腳為開關選擇本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高精度低頻頻率測試儀，其特征在于：包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路；其中，信號峰值檢波電路包括采樣保持放大器、比較器、穩壓二極管和模數轉換器，被測信號輸入到采樣保持放大器和比較器，采樣保持放大器用于采樣被測信號電壓值和保持其電壓峰值，穩壓二極管耦合在采樣保持放大器的邏輯輸入控制端和比較器的輸出端，模數轉換器用于將采樣保持放大器采樣的電壓值、并轉換為數字信號送給單片機控制電路；單片機控制電路包括單片機及其外圍電路，單片機接收模數轉換器送來的數字信號并進行峰值檢測，并向信號放大電路輸出開關選擇控制信號；信號放大電路包括模擬開關器、二級信號增益放大電路和一級信號增益放大電路，用于對被測信號進行二級增益放大或一級增益放大或零放大，并輸出給比較整形電路；比較整形電路與模擬開關器輸出端耦合，接收被信號放大電路處理后的被測信號并轉換為方波，并送給單片機計算頻率。

【技術特征摘要】
1.一種高精度低頻頻率測試儀，其特征在于：包括信號峰值檢波電路、單片機控制電路、信號放大電路和比較整形電路；其中，信號峰值檢波電路包括采樣保持放大器、比較器、穩壓二極管和模數轉換器，被測信號輸入到采樣保持放大器和比較器，采樣保持放大器用于采樣被測信號電壓值和保持其電壓峰值，穩壓二極管耦合在采樣保持放大器的邏輯輸入控制端和比較器的輸出端，模數轉換器用于將采樣保持放大器采樣的電壓值、并轉換為數字信號送給單片機控制電路；單片機控制電路包括單片機及其外圍電路，單片機接收模數轉換器送來的數字信號并進行峰值檢測，并向信號放大電路輸出開關選擇控制信號；信號放大電路包括模擬開關器、二級信號增益放大電路和一級信號增益放大電路，用于對被測信號進行二級增益放大或一級增益放大或零放大，并輸出給比較整形電路；比較整形電路與模擬開關器輸出端耦合，接收被信號放大電路處理后的被測信號并轉換為方波，并送給單片機計算頻率。2.根據權利要求1所述的高精度低頻頻率測試儀，其特征在于：所述采樣保持放大器的型號為LF398，其第3腳輸入被測信號，第2腳耦合一偏置調零電位器，第5腳輸出采樣電壓值，第6腳耦合一采樣保持電容，第8腳為邏輯輸入控制端，其耦合比較器輸出端以及穩壓二極管。3.根據權利要求1所述的高精度低頻頻率測試儀，其特征在于：所述比較器的型號為LM311，其同相端輸入被測信號、反相端耦合采樣保持放大器的輸出端、輸出端耦合采樣保持放大器的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張葉茂，莫淑賢，莫莉，劉紅艷，黃亮晶，
申請(專利權)人：南寧職業技術學院，
類型：新型
國別省市：廣西,45