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主控：AT32F435CGT7
压控恒温晶振：CTI OSC5A2B02 10MHz
设计思路：使用待测信号作为定时器时钟源，测量闸门时间内的脉冲数，待测信号频率=(脉冲数/闸门时间)，假设闸门时间=1S，测得脉冲数=1000000，则频率=(1000000/1)=1MHz。
元件选择：
（1）主控：为提高测量频率上限、提高测量精度，尽量选择主频高、I/O速度快的芯片，AT32F435CGT7最高系统时钟频率288MHz。
（2）系统时钟源：要提高测量精度和稳定性，一般无源晶振是无法满足要求的，起码要用温补晶振，为尽量免调就能达到较高的精度，使用压控恒温晶振CTI OSC5A2B02 10MHz，标称精度200ppb，该晶振需要调整压控脚电压控制输出频率，不过，调整范围很窄，电压差一点输出频率影响不大。为了提高压控电压精度和稳定度，使用2.048V电压基准芯片REF3020AIDBZR提供压控电压。恒温晶振PLL倍频到288MHz作为系统时钟源。
（3）输入：1路直通输入，测量矩形波信号；1路放大输入，用于测量mV级的若信号，如晶振感应信号。
原理图（由于初版设计有问题，很多功能需要飞线实现，所以暂不提供PCB，改板可用后再提供；因理论水平有限，图中放大输入电路仅达到可用的效果，要减少失真，参数需要调整）
放大输入设计
设计输入信号幅度≥10mV，经过multisim仿真，大概需要3级共射极放大，加一级共集电极缓冲，共使用4级9018三极管放大。
普源示波器内置信号发生器输出100KHz 10mV正弦波的放大输出（以下测试均是此设备输出测试信号）
100KHz 50mV正弦波输入的放大输出
100KHz 100mV正弦波输入的放大输出
测试结果在99999Hz~100000Hz之间。
10MHz方波直接输入测量结果
程序设计：
（1）32位定时器2作为脉冲计数器使用，设置输入1/2作为定时器时钟源，同时启动定时器3开始闸门时间定时。
（2）经过1个闸门时间，读取、保存定时器2计数值，重置时器2计数值开始下一次测量。
（3）计算、显示频率值。
目前，基本测量功能已实现，待完善后开源，如果有需要当前版本来自行改善的可以发消息给我。
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雷达卡
发表于 2025-5-12 18:52:52
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千斤顶
发表于 2025-5-13 11:35:56
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