[其他]四位全数字电路周波表

说明书

本实用新型四位全数字电路周波表（以下简称仪表），为一种测量交流市电周波的全数字仪表。

由于交流市电的周期长达20毫秒，采用常规测量频率的手段，若要得到四位数字显示，则取样周期长达100秒。为克服这一取样周期过长的问题，现有技术多采用锁相倍频的方法来缩短取样周期，电路没有相位比较和压控振荡器环节，需要针对每台产品进行调整，线路复杂，稳定性能不够好，造价高。

本实用新型仪表克服了现有技术的缺点，其电路大为简化，在生产和使用中无须任何调整，提高了可靠性，降低了造价。

本实用新型仪表是以测量市电周期的方法，采用一特殊的转换电路，直接转换成对应的频率即周波值。设市电的频率为f，周期为T，则f＝1／T，在数学上为一条近轴双曲线。在常见的市电频率范围内，以两条直线去逼近它，可得到近似的结果。它们的方程式及对应频段为：

当47.80HZ＜f＜51.00HZ时，

100f＝9799－10×10³×24T……（Ⅰ）

当45.00HZ＜f＜47.79HZ时，

100f＝9297－8×10³×27T……（Ⅱ）

方程式（Ⅰ）、（Ⅱ）为本实用新型仪表设计的数学原理，其最大误差为±0.02HZ。

依据方程式（Ⅰ），需要一个可预置数的减法计数器（以下简称计数器），其预置数为9799；还需要一个频率为10KHZ的时钟脉冲；以一脉宽为24T的脉冲，作为计数器的开门脉冲，计数完成后，计数器内的结果即为100f；将其译码送入显示器，并人为地固定一个小数点，即将f值显示出来。对于方程式（Ⅱ），完全用类似的办法处理。

图1为本实用新型仪表的原理方框图。

图2为本实用新型优选实施例电路图。

下面结合附图进行说明：

在图1中，仪表对市电信号进行整形，送入第一变分频器作24分频或27分频处理，输出脉冲作计数器的开门脉冲；晶振产生200KHZ的时钟源送入第二变分频器作20分频或25分频处理，作为计数器的时钟脉冲。计数结果译码锁存送入显示器。设置一个译码网络来识别控制按方程式（Ⅰ）或方程式（Ⅱ）进行处理。

本实用新型仪表的特征在于巧妙地设计了两个变分频器，由第一变分频器对市电信号进行24分频或27分频处理，由第二变分频器对时钟源进行20分频或25分频处理，还设置了一个可预置数的减法计数器和译码网络，两个变分频器及计数器的预置数值同步受控于译码网络。

本实用新型优选型实施例对照图2说明如下：

1、市电信号降压后，由电阻R，电容C，二极管Z₁及Z₂，施密特非门D₁组成的信号整形电路，整形为矩形波序列，其周期与市电信号相同，均为T，二极管Z₂和Z₁将波形钳位于OV到＋5V之间。

2、第一变分频器（L₁）由两片4029组成，其分频系数由CN₁端控制，CN₁直接与锁存器FF₂的Q输出端相联。当CN₁端为低电平时，分频系数为24；为高电平时，分频系数为27。整形后的方波序列输至两片4029的CL端，进行24分频或27分频处理，处理后的波形周期为24T或27T。由两片4029的CO端输出给或非门D₉，的两个输入端。

3、FF₁为工作于计数方式的D触发器，D₉的输出端与FF₁的时钟CL端相联，分频处理后的波形被FF₁加工为占空比为1：1的方波序列，此方波的宽度为24T或27T，由FF₁的Q端输出。