一种便捷式多功能计数器的制作方法

本实用新型属于智能仪器领域，尤其涉及一种便捷式多功能计数器。

背景技术：

目前实现对信号周期、频率以及相位差的测量大多数是通过实验室利用示波器等实验仪器来进行，由于实验室的存在本身有着较高成本，并且在实验室进行对信号的测量不够方便，不能实现对信号的实时测量，同时大多数实验室里的仪器价格比较高昂，适用人群过于狭隘，同时实验室里的大部分仪器含有较多的按键跟连线，操作比较复杂，大部分仪器对操作要求比较苛刻，并且很多仪器很容易损坏，这就有很多不确定因素，同时目前很多测量仪器的制造比较传统，人机交互系统不够友好，不够人性化，这也限制了一大部分的用户的使用，仪器的校准跟维修保养只能找专业的人员来帮助解决问题，这往往需要一笔不小的维修费用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便捷式多功能计数器，旨在解决实验室仪器操作复杂、个人不容易完成对信号的测量以及人机交互系统不友好等问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种便捷式多功能计数器，包括：控制核心模块、峰值检波模块、程控放大模块、测频比较整形模块和相位测量模块；所述峰值检波模块、测频比较整形模块和相位测量模块的输出端连接所述控制核心模块的输入端，所述控制核心模块的输出端连接测频比较整形模块的输入端，所述程控放大模块的输出端连接所述相位测量模块的输入端。

进一步根据本实用新型所述的便捷式多功能计数器，所述峰值检波模块包括峰值检波电路和AD转换器，频率信号连接所述峰值检波电路，所述峰值检波电路连接于所述AD转换器，所述AD转换器连接于所述控制核心模块；所述峰值检波模块主要包括两个运算放大器AD811和OPA602，他们的引脚7都接“+12V”，引脚4都接“—12V”，其中AD811的引脚3接输入的频率信号，AD811的引脚2接电阻R2，R2的另一端接引脚6，引脚6接电阻R1和二极管D2的正极，R1另一端接二极管D1的正极和电阻R3，D1的负极接地，R3的另一端接“+5V”；D2的负极接电容C1和OPA602的引脚3，C1另一端接地；OPA602的引脚2接OPA602的引脚6，引脚6接输出端Vout，引脚3连接三极管2N3904的集电极，三极管2N3904的基极连接电阻R4，R4另一端接Control端，Control端连接控制核心模块，三极管2N3904的发射级接地，其他引脚悬空。

进一步根据本实用新型所述的便捷式多功能计数器，所述程控放大模块包括两路信号放大器和双路比较器，两路相位信号连接于所述两路信号放大器，所述两路信号放大器连接于所述双路比较器，所述双路比较器连接于所述相位测量模块；所述程控放大模块中主要包括型号为MAX309CPE的芯片U1、3个型号为OPA637的运算放大器a、b、c，a、b、c的引脚7都接“+12V”，引脚4都接“—12V”，其中U1的VDD端接“+12V”，VEE端接“—12V”；U1的引脚COMA接控制核心模块的输出端，U1的引脚COMB接输出端Vo，引脚GND接地，引脚NO1A接引脚NO1B；引脚NO2A连接电阻R1，R1的另一端连接a的引脚3，a的引脚6连接电阻R3和电阻R4，电阻R3的另一端连接电阻R2和a的引脚2，R2另一端接地，电阻R4的另一端接到b的引脚3，b的引脚6连接电阻R6，R6的另一端连接电阻R5和b的引脚2，R5另一端接地，U1的引脚NO3A连接电阻R8，电阻R8的另一端连接c的引脚3，c的引脚6接U1的引脚NO3B和电阻R10，R10的另一端连接电阻R9和c的引脚2，R9另一端接地，其他引脚悬空，引脚A0和引脚A1接控制核心模块的地址端Addr[1]和Addr[0]。

进一步根据本实用新型所述的便捷式多功能计数器，所述测频比较整型模块包括整形比较电路、低频频率计和高频频率计；所述整形比较电路连接于所述低频率计和高频率计，所述低频率计和高频率计连接于所述控制核心模块，所述控制核心模块连接于所述整形比较电路；所述测频比较整形模块主要包括一个运算放大器L1，L1的引脚2连接的Vi1端是信号的输入端，Vi1连接整形比较电路的输出端Vo，L1的引脚3连接电阻R1和滑动变阻器R2，R1的另一端连接L1的引脚1，R2的另一端接地；L1的引脚4接地，L1的引脚5接“+5V”，L1的引脚1连接信号的输出端Vo1，Vo1端连接控制核心模块的输入端；通过调节电阻R2可以将频率计设置为低频率计和高频率计。

本实用新型与目前较普遍的实验室仪器测量相比，其有益效果在于：

1.相比于实验室仪器，体积较小，灵活性更高。

2.它由按键控制，操作比较简单，可以对测量结果实时显示。

3.它的人机交互系统友好，并且具有自动校准跟手动校准的功能，比较人性化。

4.本实用新型采用单片机和FPGA构成最小系统，成本比较低，适用人群更广泛，有更大的应用市场。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统总体框图；

图2是本实用新型实施例峰值检波模块的峰值检波电路示意图；

图3是本实用新型实施例程控放大模块的电路示意图；

图4是本实用新型实施例测频比较整形模块频率计的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型实施例的系统总体框图。

如图1所示，本实用新型由五个模块组成，分别是控制核心模块、峰值检波模块、程控放大模块、测频比较整形模块和相位测量模块。

所述峰值检波模块、测频比较整形模块和相位测量模块的输出端连接所述控制核心模块的输入端，所述控制核心模块的输出端连接测频比较整形模块的输入端，所述程控放大模块的输出端连接所述相位测量模块的输入端。

所述峰值检波模块包括峰值检波电路和AD转换器，频率信号连接所述峰值检波电路，所述峰值检波电路连接于所述AD转换器，所述AD转换器连接于所述控制核心模块。

所述测频比较整型模块包括整形比较电路、低频频率计和高频频率计。所述整形比较电路连接于所述低频率计和高频率计，所述低频率计和高频率计连接于所述控制核心模块，所述控制核心模块连接于所述整形比较电路。

所述程控放大模块包括两路信号放大器和双路比较器，两路相位信号连接于所述两路信号放大器，所述两路信号放大器连接于所述双路比较器，所述双路比较器连接于所述相位测量模块。

图2是本实用新型实施例峰值检波模块的峰值检波电路示意图。

如图2所示，所述峰值检波模块主要包括两个运算放大器AD811和OPA602，他们的引脚7都接“+12V”，引脚4都接“—12V”，其中AD811的引脚3接输入的频率信号，AD811的引脚2接电阻R2，R2的另一端接引脚6，引脚6接电阻R1和二极管D2的正极，R1另一端接二极管D1的正极和电阻R3，D1的负极接地，R3的另一端接“+5V”；D2的负极接电容C1和OPA602的引脚3，C1另一端接地；OPA602的引脚2接OPA602的引脚6，引脚6接输出端Vout，引脚3连接三极管2N3904的集电极，三极管2N3904的基极连接电阻R4，R4另一端接Control端，Control端连接控制核心模块，三极管2N3904的发射级接地，其他引脚悬空。

图3是本实用新型实施例程控放大模块的电路示意图。

如图3所示，所述程控放大模块中主要包括型号为MAX309CPE的芯片U1、3个型号为OPA637的运算放大器a、b、c。a、b、c的引脚7都接“+12V”，引脚4都接“—12V”。其中U1的VDD端接“+12V”，VEE端接“—12V”；U1的引脚COMA接控制核心模块的输出端，U1的引脚COMB接输出端Vo，引脚GND接地，引脚NO1A接引脚NO1B；引脚NO2A连接电阻R1，R1的另一端连接a的引脚3，a的引脚6连接电阻R3和电阻R4，电阻R3的另一端连接电阻R2和a的引脚2，R2另一端接地，电阻R4的另一端接到b的引脚3，b的引脚6连接电阻R6，R6的另一端连接电阻R5和b的引脚2，R5另一端接地。U1的引脚NO3A连接电阻R8，电阻R8的另一端连接c的引脚3，c的引脚6接U1的引脚NO3B和电阻R10，R10的另一端连接电阻R9和c的引脚2，R9另一端接地，其他引脚悬空。引脚A0和引脚A1接控制核心模块的地址端Addr[1]和Addr[0]。

图4是本实用新型实施例测频比较整形模块频率计的电路示意图。

如图4所示，所述测频比较整形模块主要包括一个运算放大器L1，L1的引脚2连接的Vi1端是信号的输入端，Vi1连接整形比较电路的输出端Vo，L1的引脚3连接电阻R1和滑动变阻器R2，R1的另一端连接L1的引脚1，R2的另一端接地；L1的引脚4接地，L1的引脚5接“+5V”，L1的引脚1连接信号的输出端Vo1，Vo1端连接控制核心模块的输入端。通过调节电阻R2可以将频率计设置为低频率计和高频率计。

对于待测频率信号，先将信号经过峰值检波模块的峰值检波电路，再由峰值检波模块中的AD转换器测出信号幅度的相对大小，然后由控制核心模块控制模拟开关选择相应的放大通道，使得不同幅度的信号都放大到比较器的正常比较范围。测频比较整形模块的整形比较电路分别对高频信号和低频信号进行整形后通过高频频率计和低频频率计进行频率和周期测量，可精确的测得信号的频率和周期值。对于两路待测相位信号，先经过程控放大模块中的两位信号放大进行幅度调理后再通过双路比较器进行比较整形，所得方波信号输入到相位测量模块，可以测得信号的相位值。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。