系统采用一种改进的双T型选频网络,在提高Q值的同时不影响其他参数变化,带通宽度更窄,带通效果更为显着。具体做法是:在反馈网络中再接一个同相输比例运放作为双T网络的负载。电路如图2所示。
A/D转换采用的是ADS7826芯片,该芯片是双12位,500 kHz的模拟数字(A/D)转换器,带有6条全差分输入通道,这些通道分为3对,用于进行高速同步信号采集。对采样与保持放大器的输入是全差分的并且保持差分状态直到A/D转换器的输入。这样在频率为50 kHz时仍可提供80 dB良好的共模抑制比,这在高噪声环境中是非常重要的。
本系统采用的处理器是PIC16F87X系列单片机[5-7]。PICl6F87X的内部有3个计数器(Timer0,Timerl.Tim-er2)和一个看门狗定时器(watchdog timer,WDT),这些计数器的结构与特性并不完全相同,具体到本系统使用的情况,被检定的信号频率的大概值为32768 Hz,基准频率为10 MHz。因此使用单片机内部的Timer0和Timerl两个计数器,基准频率信号使用Timer1,被检定的信号使用Timer0。Timer0是8位,最大计数值为256,Timerl是16位,最大计数值为65 536,各需要外接一个8位计数器才能满足需要。采用74LS393是双四位的二进制计数器可将计数增至24位。
系统中采用的是多周期同步测频法,需要在对被测信号开始计数的同时对基准信号计数,当被测信号计时完成的同时基准信号的技术也要停止。这一过程可以采用PIC16F87x内置的CCP模块来实现。CCP模块是指捕捉/比较/脉宽调制模块((2apturelC20mparelPWMmodule,CCP module),该模块可以提供外部信号捕捉、内部比较输出以及PWM输出这3种功能。捕捉与比较功能在基本的动作方式是相同的,在搭配定时器使用时,捕捉指的是侦测引脚上输入信号的状态。在信号的变化吻合设定的条件时(信号上升沿或下降沿出现时),产生中断并记录当时的定时器值;比较是将事先设定好的值与定时器的值相互比较,一旦两个值相等时,产生中断并驱动事先设定好的动作;PWM则是输出脉冲宽度可调的信号,脉冲的周期(period)和工作循环周期(duty cycle)是由内部的定时器比较产生的,因此也需要搭配定时器来使用。
系统显示采用AY0438驱动4位LCD显示电路。AY0438是.MicroChip公司生产的一种完整的CMOS显示驱动器,可在单片机或微处理器的控制下直接驱动LCD显示模块。它结构简单,使用方便。特别是在驱动32段LCD显示器方面,更能显示出它的精巧和方便。AY0438只用3条控制线即可连续不断地向与它相连的LCD显示器输进驱动信号。该器件内含32位锁存器,它既可以对被显示的数据进行锁存,也可以锁存微处理器的状态或波形。系统最终频率测量结果和日误差值将由其显示。