通用电子计数器的组成原理详解

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：如图5-44所示，通用计数器主要由输入通道、主门电路、计数与显示电路、时基产生电路、控制电路等部分组成。图5-44电子计数器组成原理框图1.输入通道输入通道的作用是将被测信号进行放大、整形，使其变换为标准脉冲。为了便于读数，计数器通常采用十进制计数电路。为了适应计数器较宽的测量范围，要求闸门时间和时标可多挡选择。

如图5-44所示，通用计数器主要由输入通道、主门电路、计数与显示电路、时基产生电路、控制电路等部分组成。

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图5-44　电子计数器组成原理框图

1.输入通道

输入通道的作用是将被测信号进行放大、整形，使其变换为标准脉冲。输入通道部分包括A、B（C）两个主要通道，它们均由衰减器、放大器和整形电路等组成。凡是需要计数的外加信号（如测频信号），均由A输入通道输入，经过A通道适当的衰减、放大整形之后，变成符合主门要求的脉冲信号。而B输入通道的输出与一个门控双稳相连，如果需要测量周期，则被测信号就要经过B输入通道输入，作为门控双稳的触发信号。

由前面的时间间隔测量原理可知，C输入通道与B输入通道组成相同，通道组合可完成不同的测量功能。被计数的信号通道（常从A通道输入）称为计数端；控制闸门开启的信号通道（常从B、C通道输入）称为控制端。从计数端输入的信号有：被测信号（fx）、内部时标信号等；从控制端输入的信号有：闸门信号、被测信号（Tx）等。

2.主门电路

主门又称闸门，是用于实现量化的比较电路，它可以控制计数脉冲信号能否进入计数器。主门电路是一个双输入端逻辑与门。它的一个输入端接受来自控制单元中门控双稳态触发器的门控信号，另一个输入端则接受计数（脉冲）信号。如图5-45所示，在门控信号作用有效期间，允许计数（脉冲）通过主门进入计数器计数。

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图5-45　主门电路原理示意图

3.计数与显示电路

计数与显示电路是用于对来自主门的脉冲信号进行计数，并将计数的结果以数字的形式显示出来。为了便于读数，计数器通常采用十进制计数电路。带有微处理器的仪器也可用二进制计数器计数，然后转换成十进制并译码后再进入显示器。

4.时基产生电路

时基产生电路主要由晶体振荡器、分频及倍频器组成。时基产生电路主要用于产生测频时的门控信号和时间测量时的时标信号。时基信号由内部晶体振荡器通过倍频或分频得到，再通过门控双稳态触发器得到门控信号，例如，若fc＝1 MHz，经106分频后，可得到fs＝1Hz（周期Ts＝1 s）的时基信号，再经过门控双稳态电路得到宽度为Ts＝1 s的门控信号。

门控信号和时标作为计数器频率和时间测量的本地工作基准，应当具有高稳定度和高准确度。为了适应计数器较宽的测量范围，要求闸门时间和时标可多挡选择。常用闸门时间有：1 ms、10 ms、100 ms、1 s、10 s；常用的时标有：10 ns、100 ns、1 μs、10 μs、100 μs、1 ms。

5.控制电路

控制电路的作用是产生门控信号、寄存信号和复零信号三种控制信号，使仪器的各部分电路按照复零→测量→显示的流程有条不紊地自动进行测量工作。控制单元中包括门控双稳态电路，它输出的门控信号用于控制主门的开闭，在触发脉冲作用下双稳态电路发生翻转。通常以一个输入脉冲开启主门，另一路输入脉冲信号使门控双稳复原，关闭主门。

通用电子计数器的组成原理详解

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