基于锯齿波比较的频标电路

qzlbwang

基于锯齿波比较的频标电路：
下面这个图式基于锯齿波上的每个时刻的电压对应于扫频频率。用对锯齿波电压比较产生一个主频标和对称两边的副频标。

但使用前需用频率计测试所对应的频标位置。---断开锯齿波与扫频电路、示波器X轴的连接，（但示波器的X轴还是与扫频电路连接）接入电位器调节，当频率计读数为频标的频率时，记下光点（或垂直线）在示波器X轴的位置，然后接上锯齿波电路（断开电位器），调节位置电位器，使最左边的副频标在正确的位置，再调节间隔电位器，使另外两个频标位置正确。要注意的是，在整个调整过程中不可以调节示波器的X轴增益和X轴位移。

qzlbwang

a_fu 发表于 2018-3-18 15:15
无意中翻到了这个老帖子，电路简单，思路清晰，怎么没有人做实际做一个呢，有空一定要试一下。另外Q大提到 ...

十多年没玩单片机了，现在手头没有开发环境，我以前用的是汇编语言，不会C。所以现在玩不了。
做频标要求快速测量频率，所以用一般的51系列不合适，而应该选取速度快些的有“频率捕捉”功能的单片机比较合适。
单即便是这样，测量是需要时间的，即便测量时间比较短，由于扫频时被测频率是变化的，所以完成一次测量时，其频率已经不是刚刚测量获得的频率了，所以还必须自动根据扫频的规律进行预测而获得该次测量结束时真实的频率数值来决定频标的产生。另外，对于同样的单片机速度，不同的测量时长获得的测试精度是不一样的，显然是越长精度越好，但越长实时性越不好，所以精度与快速性是一对矛盾，需要进行折中考虑进行选取比较合适的值。必须要指出的是因为这里扫频的频率是时刻变化的，用“计数法”测量频率是不适合这个场合的。

HQPOS

学习了，慢慢消化。

longshort

这个电路其实可以做到与被测频率无关。

qzlbwang

修改了一下。使得频标脉冲更好。
[

[ 本帖最后由 qzlbwang 于 2010-8-30 14:17 编辑 ]

qzlbwang

原理其实很简单：
1、U1、Q1、P1、R1构成可调恒流源。改变电流可以改变各比较器基准电压的差值，从而改变间距。
2、U2、P2构成稳压，改变电压可以改变第一个频标的位置。
3、比较器将锯齿波电压和各频标的基准电压进行比较，转换成方波（负逻辑）。
4、C1、R7（C2、R8；C3、R9）构成微分电路，将各变化沿转换成尖脉冲。
5、D2（D4；D6）将负脉冲（对于与方波前沿，即下降沿）送入下一级处理。D1（D3;D5）提供后沿脉冲通路。
6、以LF353运放为中心的电路将频标脉冲和检波后的幅度信号进行合成，R11决定主频标幅度，R12决定副频标幅度。R13决定信号幅度。

JHXC

在扫描线性较好的前提下，屏幕坐标也可以用来区别频率点，再加上楼主的频标电路，操作起来更形象和直观。

[ 本帖最后由 JHXC 于 2010-8-30 16:53 编辑 ]

qzlbwang

这个是建立在变容管上的控制电压和振荡器的输出频率一一对应的基础上的，也就是说在同样的控制电压下振荡器输出同样的频率（起码是在一定的时间内无明显变化）。只要调试时借助于频率计对好频标位置后（也就确定了比较电压后），是可以改变锯齿波的幅度（扫频宽度）、显示的扫描线长度的（调示波器的X轴增益）、显示的位置（调示波器的X轴的位移）的，频标还是正确的！

JHXC

是的，变容管上的控制电压和振荡器的输出频率是一一对应的。在同一波段内，由于控制电压与振荡频率对应的关系基本上变化很小，所以，用不同的直流电平去等效频率点，此时，改变扫频宽度和扫描线长度并不影响频标的准确性。当扫频线性较好的情况下，用带刻度的多圈电位器去指示频标，保证一定的精度还是可能的。

这种频标由于不是频率分量直接产生的，要求扫频振荡器具有一定的稳定性，窄带扫频是完全可行的，比方说这里的许多朋友捣弄的收音机中频扫频仪。在宽带时，很小的锯齿波电压变化就会引起频率很大的变化，产生的误差可能会增大。

[ 本帖最后由 JHXC 于 2010-8-30 17:21 编辑 ]

qzlbwang

刻度的话只要分别在电位器P1和P2串联上合适的电阻（主要使电位器的调整区间比较合适）然后在旋钮上刻上刻度就可以了。但时间长了还是校准一下的好，刻度作为参考可以比较快地校准好。

JHXC

楼主的电路完全适合朋友们捣弄的收音机中频扫频仪，比起其他的电路，制作的难度不大，值得推广！

qzlbwang

这个电路是昨晚睡床上构思的，没经过实验，但应该问题不大，原理很清晰，也许元件参数会需要作一定的调整。朋友们有问题的话可以探讨。

JHXC

在一些光栅扫描式扫频测试仪器中，常常采用这种方法形成电子电平线和频率标志线，记得是BT10扫频仪吧，以前在单位用过。

sun8998

假设我的示波器X轴调整范围不够用，就用笔在相应位置做个标记（轻轻的，别留下去不掉的痕迹，因为不知什么时候它会改变位置）。不求高精尖，够用就行。

longshort

Q1、U1与P1组成的恒流源是否再考虑改一下？假定P1位于中点500欧姆处，Q1的eb结-2mV每度的变化，将在其上产生约4uA的正向电流变化，这一变化在下面所串接的两个470欧分压电阻上各产生约+1.88mV的变化，对于比较器，翻转已经足够了，这将使频标在设计的位置上发生随温度变化而变化的结果；如果扫描锯齿波的幅度足够大，这一误差在视觉领域完全可以忽略不计，但是从设计上来说，最好改变一下恒流源的结构，以抵消这种在计算上是比较可观的影响。

抱歉！个人观点供参考。

qzlbwang

感谢提出宝贵意见。之前考虑这个扫描锯齿波的幅度起码有5V以上，那么这点误差只占几千分之一，也就是说反映在示波器屏幕上总宽度的几千分之一，应该人眼看不出来。从频率的角度来说的话，如果扫频的范围是440---480KHz的话，也就是说宽度是40KHz，那么误差也只有几十Hz.。感觉可以在允许的程度。何况觉得如果使用前都用频率计校准的话，误差就更小了。如果朋友们觉得还是要补偿这个误差，做到尽可能准的话可以用下面的镜像恒流源替代：