Курсовая работа по схемотехнике и моделированию на тему Цифровой частотомер

Введение
Измерения играют важнейшую роль в жизни человека и являются начальной ступенью познания, которые часто не превышают уровня эмпирических. Поскольку критерием истины всегда служит практика (эксперимент), результаты измерений очень часто выступают в качестве критерия истины. Измерения делают представления о свойствах окружающего нас мира более полными и понятными. Можно сказать, что прогресс науки и техники определяется степенью совершенства измерений и измерительных приборов.
Современная метрология опирается на физический эксперимент высокой точности, использует достижения физики, химии и др. естественных наук, но вместе с тем устанавливает свои специфические законы и правила, позволяющие находить количественное выражение свойств объектов материального мира.
Значительный прогресс в области радиотехники и микроэлектроники привел к тому, что подавляющее число измерений приходится проводить современными приборами, построенными чаще всего на устройствах вычислительной техники, а обработку их результатов с помощью теории вероятности и методов математической статистики, и компьютеров.
На этапе современной научно-технической революции в метрологии и в частности в радиоизмерительной технике, происходят значительные качественные изменения. Измерения практически полностью перешли на цифровые методы, воплощенные в приборах с цифровым отсчетом и регистрацией; существенной расширяются диапазоны измеряемых величин; в измерительных системах широко применяется аналоговая и цифровая микроэлектроника; возникла необходимость в измерении характеристик случайных процессов. Все это требует нового подхода к состоянию средств радиоизмерений, к соответствию их метрологических свойств установленным нормам.
Усложнение технологии производства, развитие научных исследований привели к необходимости измерения и контроля сотен и тысяч параметров одновременно. Появился новый класс информационно-измерительной техники – измерительные информационные системы, осуществляющие сбор, обработку, передачу, хранение и отображение информации.
Объектом данной курсовой работы являются – информационные измерительные системы.
Предметом данной курсовой работы являются – цифровые устройства измерения частоты.
Цель курсовой работы – разработать цифровой частотомер диапазона 100 Гц – 1 МГц.
Задачи, которые необходимо решить:
- провести теоретический обзор современных средств измерения частоты;
- разработать структурную схему цифрового частотомера;
- разработать принципиальную схему цифрового частотомера;
- провести имитационное моделирование цифрового частотомера с применением САПР;
- выбрать элементную базу;
- выполнить расчет надежности устройства;
- разработать печатную плату.



 
Техническое задание на курсовой проект
Назначение устройства – цифровой частотомер
Диапазон частот – 100 Гц – 1 МГц
Погрешность измерения +/- 0.5%
Диапазон входных сигналов -5 В…+5 В
Напряжение питания: 5 В
Потребляемый ток: <250 мА
Время измерения: 1 с
Число разрядов индикатора 6
Время индикации: 2 с
 
1. Теоретическая часть
Принцип действия цифрового частотомера основан на измерении частоты в соответствии с ее определением, т.е. на счете числа импульсов за интервал времени. Данные приборы удобны в эксплуатации, имеют широкий диапазон измеряемых частот (от нескольких герц до сотен мегагерц) и позволяют получить результат измерения с высокой точностью (относительная погрешность измерения частоты 10-6…10-9).