专利名称：具有红外光电传感器的数字频率仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字频率仪，特别涉及一种具有红外光电传感器的数字频率仪。
数字频率仪是一种用数字显示的频率测量仪表，它可以测量各种波形的电信号频率，并能通过传感器将机械振动次数、物体转动速度、经过传送带的产品数量等物理量转换为电信号后对之进行频率测量或计数测量。
已有的数字频率仪一般不具有传感器转换电路，为了进行上述第二种类型的测量就必须另外使用传感器，很不方便，此外，大部分数字频率仪因为只有一个测量通道，只能进行单纯的频率测量而一般不能进行例如二个信号频率比的测量。
本实用新型的目的就是为了克服已有频率仪的不足而提供一种具有红外光电传感器的数字频率仪，直接对电信号进行测量的部分和经传感器对非电信号进行测量的部分都分别设有两个相同的通道，以方便对例如二个信号频率比和物体位移时间的测量。本实用新型的频率仪具有多功能、读数直观、测量快速精确和使用方便等优点。
以下参看附图对本实用新型进行详细的描述，其中
图1是本实用新型的电路方框图，图2是上述方框图中的时基电路部分的电路原理图，图3是上述方框图中的衰减、放大、整形、幅值指示部分的电路原理图，图4是上述方框图中的红外光电传感器部分的电路原理图，图5是上述方框图中的控制部分的电路原理图。
首先参看图1，电信号输入通道部分设有A、B两个通道，每个通道由衰减、放大、整形和幅值指示电路组成，两通道信号经或门输出，A通道将频率为fA的电信号变换为计数器能够接受的计数脉冲信号或能触发主控门的脉冲信号，B通道将频率为fB的电信号变换为能触发主控门的脉冲信号，以便进行频率、频率比等的测量。
红外光电传感器部分设有C、D两个检测通道，每个通道由振荡、调制发光、接收、脉冲放大、调宽脉冲、选通和解调等电路组成，两通道还分别设有光电探头位置对准指示，两通道信号也经一或门输出。
时基部分包括晶体振荡、分频和时基选择电路，晶体振荡电路产生1MHz的标准信号，经分频后成为一系列不同频率的信号。
计数显示部分包括计数、寄存、译码、驱动和显示电路。
控制部分包括功能选择、门控双稳、封锁双稳、主控门、送数脉冲、清零脉冲和手动遥控等电路。控制部分产生各种指令信号控制仪器各部分的协调工作，使仪器按一定的工作程序完成测量任务。
图2是上述框图中时基电路部分的电路原理图，晶体JT和两个非门D5构成1MHz的振荡器，经第三个非门D5输出到由六个集成块MC14518(D6、D7、D8)进行六级十分频，再由集成块C186(D9)进行一级六分频，最后由另一块MC14518(D10)进行一级十分频，分别得到周期为1us、10us、100us、1ms、10ms、100ms、1s、6s和60s的方波信号，经选择开关SA4选择所需的周期，信号作为闸门时间和时标信号To，同时亦可通过插座XS4输出作标准信号源。
图3是电路方框图中的衰减、放大、整形、幅值指示部分的电路原理图，A通道与B通道电路结构相同，下面以A通道为例阐述电路的工作原理。
来自插座XS1的输入电信号经电阻R1～R5和选择开关SA1构成的衰减电路衰减后，经电容C1送至由集成运算放大器N1和电阻R20～R22、可调电阻R23构成的放大器放大，然后由施密特触发器D1整形为方波后输出信号fA。
当放大器输出的信号对地峰值电位大于6V时经另一施密特触发器D1驱动二极管VD1发光，当峰值大于9.2V时经另一施密特触发器D1驱动二极管VD2发光。将选择开关SA1置于合适档位，使VD1发光而VD2不亮，则输入信号衰减合适，满足测量要求。
A通道和B通道信号经与门D3和非门D5构成的负逻辑或门电路送出tA－B门控信号。
图4是电路方框图中的红外光电传感器部分的电路原理图，同上只描述C通道。
时基电路N2和电阻R29、R30、电容C5、C6构成占空比为51的多谐振荡器，经电阻R31使红外发光二极管VD5得到调制电流，VD5发出调制红外光。
光敏三极管VT4接收红外脉冲调制信号，电感L1为VT4的负载，L1对稳定的直流呈现低阻抗，对调制脉冲呈现高阻抗，经电容C7耦合，隔去直流，可选出所需的调制脉冲信，经电阻R33、R34、R35和三极管VT1组成的放大器放大，经施密特触发器D2整形后送与门D3的一输入端，另一输入端经非门D2接收多谐振荡器的信号。
与门D3为选通门，当调制发光管的脉冲电流信号和受光管接收的脉冲信号均为“1”时，从选通门送出“1”电平，这样，只有与调制脉冲同频率而且同相位的干扰信号才有可能通过选通门，显然，抗干扰性较好。
对已收到的光电信号要实现解调，从中取出真正需要的输出信号，把复谐振荡器产生的脉冲引到D触发器D4的时钟脉冲CP端，利用脉冲的上升沿触发D触发器，而把选通门送出的脉冲引到D触发器D4的D端，这样，当光敏三极管收到调制红外光时，产生选通脉冲，D端为“1”，每次接收到CP脉冲后D触发器Q端总呈现高电平“1”，没有接收到调制红外光时Q端为低电平“0”。
C通道和D通道信号经与门D3和非门D2构成的负逻辑或门电路送出门控信号tC－D。
方框图中控制部分的电路原理图如图5所示，功能选择电路由开关SA3－1和SA3－2组成，门控双稳电路由与门D11和D触发器D12构成，门控双稳的Q1端连到封锁双稳的CP端，用Q1的上升沿去触发封锁双稳，使Q2点电位上升，Q2点电位的上升恰好是Q1点电位的下降，这即为一次计数测量的结束，主控门D11关闭。Q2端连到门控双稳与门的输入端，Q1点波形下降之后与门即被封锁，维持两个D触发器的状态直到清零电路产生清零信号为止。
Q1点波形的上升沿送到由施密特触发器D13以及电阻R51和电容C16、C17组成的送数电路，产生送数信号LE，使显示电路显示所计数字，Q2点波形的上升沿送到由施密特触发器D13以及电阻R53、R54和电容C18、C19、可调电阻RP1组成的清零电路产生清零信号CR，使计数器以及两个D触发器都复位，一次测量结束，并为下次测量作好准备，调节RP1可改变延时时间。
开关SA5选择显示累计总数方式或计数随动显示方式，SA5置于下方接地时显示数字随计数器累计数而跳动。
开机时因电容C21两端电压不能跃变而产生高电平清零信号CR，若按动按钮开关SB2，则因电容C20两端电压不能跃变而获得一高电平清零信号，C20充电积累的电荷可通过电阻R55泄放。
电阻R57和R58为分压电路，以保证计数信号CP幅值满足计数电路的要求。
三极管VT3、插座XS3、按钮开关SB1、电阻R47和D5组成手动及遥控电路，按动SB1或由XS3引入一闭合信号或由B通道送来一正脉冲均可使非门D5输出一低电平。二极管VD13，电阻R48、电容C13和非门D5组成下降沿触发的单稳态电路，防止开关抖动带来的不良影响。
电路方框图中的计数、寄存、译码、驱动和显示电路例如可选用LCL601六位2－10进制计数／寄存／译码／驱动／LED显示组合器件。
权利要求1.数字频率仪，包括电信号输入通道部分、时基电路、计数显示部分和控制部分，其特征在于还包括用于非电信号测量的红外光电传感器部分，上述电信号输入通道部分和红外光电传感器部分分别设有两个电路结构相同的通道，每个电信号输入通道由衰减、放大、整形和幅值指示电路组成，每个红外光电传感器通道由振荡、调制发光、接收、脉冲放大、调宽脉冲、选通和解调电路组成，两通道的信号经由与门和施密特触发器组成的负逻辑或门输出。
专利摘要一种具有红外光电传感器的数字频率仪，由电信号输入通道部分、红外光电传感器部分、时基电路、计数显示部分和控制部分组成，前两部分均有两个输入或检测通道，以便进行频率、物体位移时间等的多种测量。
文档编号G01R23/00GK2129933SQ9223066
公开日1993年4月14日 申请日期1992年8月19日 优先权日1992年8月19日
发明者龚兆岗 申请人:龚兆岗