數(shù)字頻率計(jì)（測量周期性變化信號(hào)頻率的儀器）

基本原理

測量頻率的方法有很多，按照其工作原理分為無源測量法、比較法、示波器法和計(jì)數(shù)法等。計(jì)數(shù)法在實(shí)質(zhì)上屬于比較法，其中最常用的方法是電子計(jì)數(shù)器法。電子計(jì)數(shù)器是一種最常見、最基本的數(shù)字化測量儀器。

數(shù)字計(jì)數(shù)式頻率計(jì)能直接計(jì)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)被測信號(hào)的脈沖數(shù)，然后以數(shù)字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要。電子計(jì)數(shù)器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時(shí)間內(nèi)測量被測信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)；二是間接測頻法，如周期測頻法。

由于數(shù)字電路的飛速發(fā)展和集成電路的普及，計(jì)數(shù)器的應(yīng)用十分廣泛。利用電子計(jì)數(shù)器測量頻率具有精度高，顯示醒目直觀，測量迅速，以及便于實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，所以該方法是目前最好的。

電子計(jì)數(shù)器

數(shù)字計(jì)數(shù)式頻率基本原理圖

主要構(gòu)成

頻率計(jì)主要由四個(gè)部分構(gòu)成

頻率計(jì)主要構(gòu)成

輸入電路

時(shí)基和閘門電路

計(jì)數(shù)顯示電路

定時(shí)器

控制電路

控制電路

數(shù)字頻率計(jì)實(shí)物、組成框圖及設(shè)計(jì)圖

被測信號(hào)經(jīng)整形后變?yōu)槊}沖信號(hào)（矩形波或者方波），送入閘門電路，等待時(shí)基信號(hào)的到來。

優(yōu)點(diǎn)用途

在電子技術(shù)領(lǐng)域，頻率是一個(gè)最基本的參數(shù)。數(shù)字頻率計(jì)作為一種最基本的測量儀器以其測量精度高、速度快、操作簡便、數(shù)字顯示等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。許多物理量，例如溫度、壓力、流量、液位、PH值、振動(dòng)、位移、速度等通過傳感器轉(zhuǎn)換成信號(hào)頻率，可用數(shù)字頻率計(jì)來測量。尤其是將數(shù)字頻率計(jì)與微處理器相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)測量儀器的多功能化、程控化和智能化。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，基于數(shù)字式頻率計(jì)組成的各種測量儀器、控制設(shè)備、實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)已應(yīng)用到國際民生的各個(gè)方面。

舉例

若在一定時(shí)間間隔T內(nèi)測得這個(gè)周期性信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號(hào)變成脈沖信號(hào)，其重復(fù)頻率等于被測頻率fx。時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間脈沖信號(hào)，若其周期為1s，則門控電路的輸出信號(hào)持續(xù)時(shí)間亦準(zhǔn)確地等于1s。閘門電路由標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)進(jìn)行控制，當(dāng)秒信號(hào)來到時(shí)，閘門開通，被測脈沖信號(hào)通過閘門送到計(jì)數(shù)譯碼顯示電路。秒信號(hào)結(jié)束時(shí)閘門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。由于計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖數(shù)N是在1秒時(shí)間內(nèi)的累計(jì)數(shù)，所以被測頻率fx=NHz。