數字頻率計是采用數字電路制做成的能實(shí)現對周期性變化信號頻率測量的儀器。頻率計主要用于測量正弦波、矩形波、三角波和尖脈沖等周期信號的頻率值。其擴展功能可以測量信號的周期和脈沖寬度。通常說(shuō)的，數字頻率計是指電子計數式頻率計。

中文名

數字頻率計

外文名

digital frequency meter

用途

測量正弦波等周期信號的頻率值

優(yōu)點(diǎn)

測量迅速，精度高，顯示直觀(guān)

別名

電子計數式頻率計

基本原理

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

數字計數式頻率計能直接計數單位時(shí)間內被測信號的脈沖數，然后以數字形式顯示頻率值。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。電子計數器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門(mén)時(shí)間內測量被測信號的脈沖個(gè)數；二是間接測頻法，如周期測頻法。

由于數字電路的飛速發(fā)展和集成電路的普及，計數器的應用十分廣泛。利用電子計數器測量頻率具有精度高，顯示醒目直觀(guān)，測量迅速，以及便于實(shí)現測量過(guò)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。

電子計數器

數字計數式頻率基本原理圖

主要構成

頻率計主要由四個(gè)部分構成

：輸入電路、時(shí)基（T）電路、計數顯示電路以及控制電路。

頻率計主要構成

輸入電路

：由于輸入的信號可以是正弦波，三角波。而后面的閘門(mén)或計數電路要求被測信號為矩形波，所以需要設計一個(gè)整形電路則在測量的時(shí)候，首先通過(guò)整形電路將正弦波或者三角波轉化成矩形波。在整形之前由于不清楚被測信號的強弱的情況。所以在通過(guò)整形之前通過(guò)放大衰減處理。當輸入信號電壓幅度較大時(shí)，通過(guò)輸入衰減電路將電壓幅度降低。當輸入信號電壓幅度較小時(shí)，若前級輸入衰減為零時(shí)不能驅動(dòng)后面的整形電路，則調節輸入放大的增益，被測信號得以放大。

時(shí)基和閘門(mén)電路

：閘門(mén)電路是控制計數器計數的標準時(shí)間信號，被測信號的脈沖通過(guò)閘門(mén)進(jìn)入計數器的個(gè)數就是由閘門(mén)信號決定的，閘門(mén)信號的精度很大程度上決定了頻率計的頻率測測量精度。當要求頻率測量精度高時(shí)，應使用晶體振蕩器通過(guò)分頻獲得。時(shí)基信號可由555定時(shí)器構成一個(gè)較穩定的多諧振蕩器，經(jīng)整形分頻后，產(chǎn)生一個(gè)標準的時(shí)基信號，作為閘門(mén)開(kāi)通的基準時(shí)間。被測信號通過(guò)閘門(mén)，作為計數器的時(shí)鐘信號。計數器即開(kāi)始記錄時(shí)鐘的個(gè)數，這樣就達到了測量頻率的目的。

計數顯示電路

：在閘門(mén)電路導通的情況下，開(kāi)始計數被測信號中有多少個(gè)上升沿。在計數的時(shí)候數碼管不顯示數字。當計數完成后，此時(shí)要使數碼管顯示計數完成后的數字。

定時(shí)器

控制電路

：控制電路里面要產(chǎn)生計數清零信號和鎖存控制信號。控制電路工作波形的示意圖如下圖。

控制電路

數字頻率計實(shí)物、組成框圖及設計圖

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

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。數字頻率計作為一種最基本的測量?jì)x器以其測量精度高、速度快、操作簡(jiǎn)便、數字顯示等特點(diǎn)被廣泛應用。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(guò)傳感器轉換成信號頻率，可用數字頻率計來(lái)測量。尤其是將數字頻率計與微處理器相結合，可實(shí)現測量?jì)x器的多功能化、程控化和智能化。隨著(zhù)現代科技的發(fā)展，基于數字式頻率計組成的各種測量?jì)x器、控制設備、實(shí)時(shí)監測系統已應用到國際民生的各個(gè)方面。

舉例

若在一定時(shí)間間隔T內測得這個(gè)周期性信號的重復變化次數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變成脈沖信號，其重復頻率等于被測頻率fx。時(shí)間基準信號發(fā)生器提供標準的時(shí)間脈沖信號，若其周期為1s，則門(mén)控電路的輸出信號持續時(shí)間亦準確地等于1s。閘門(mén)電路由標準秒信號進(jìn)行控制，當秒信號來(lái)到時(shí)，閘門(mén)開(kāi)通，被測脈沖信號通過(guò)閘門(mén)送到計數譯碼顯示電路。秒信號結束時(shí)閘門(mén)關(guān)閉，計數器停止計數。由于計數器計得的脈沖數N是在1秒時(shí)間內的累計數，所以被測頻率fx=NHz。