2、工作原理
频率是微波仪器的重要参数。微波频率测量是检测仪器是否正常运行的有效手段,而提高频率测量精度是微波频率测量可靠性的保证。
本频率计主要是针对微波微扰法单腔测湿系统而设计的,频率测量范围由微扰测湿系统的混频器输出范围确定。
整个测湿系统如图1所示,在没有湿蒸汽流过谐振腔时,其谐振频率为9.6 GHz,此频率较高,一般不能直接测量,而是采用混频的方法。输入压控振荡器(VCO)的电压范围为0 V~10 V,其工作特点是电压每变换1 V,将产生1 MHz的频偏,调整VCO的中心频率为9.6 GHz,则压控振荡器VCO的输出频率范围为9 600 GHz~9 610 GHz。再设置本地振荡器频率为9.6 GHz,经混频后对0 MHz~10MHz的差频信号进行实时测量。因此,频率计的频率范围为0 MHz~10 MHz。
2.1 频率计原理
等精度频率计的硬件逻辑原理图如图2所示,主要由MSP430单片机、标准晶振、1个D触发器、2个与非门、复位电路、显示电路等组成。其中MSP430单片机是由德州仪器公司推出的16位超低功耗高性能产品,它内部具有丰富的定时资源,内含看门狗定时器(WDT)和基本定时器,定时器A(Timer_A)和定时器B(Timer_B)结构基本相同,都是16位定时器。本设计选用定时器A和定时器B分别对待测频率FX和标准频率F0计数,在预定的闸门时间内,如果计数器A的计数值为N1,计数器B的计数值为N0,则待测频率为: