數字頻率比較器

借助在示波器觀(guān)測的Lissajous 圖可以比較兩個(gè)信號的頻率，但這種方法不方便。而且，Lissajous圖方法只適用于正弦信號。
本文所示電路（圖1）是更方便的。其工作是非常簡(jiǎn)單的。當第1個(gè)輸入信號的頻率大于第2個(gè)輸入信號的頻率時(shí)，LED2點(diǎn)亮；在其他情況下LED1點(diǎn)亮。
此頻率比較器在有基準在有基準振蕩器時(shí)，可用于替代頻率計。另外，頻率比較器電路可置于振蕩器中使振蕩器工作如同頻率計。振蕩器可連接到頻率比較器（見(jiàn)圖2）。頻率比較器的指示器可使用戶(hù)調諧振蕩器到輸入信號的頻率。振蕩器標度可確定輸入信號的頻率。
器件只包含4個(gè)微電路。它可工作在任意形狀的周期信號中。NAND門(mén)U1A和U1B的工作如同輸入信號的模擬放大器?？烧{電阻R2確保門(mén)電路所必須的偏置。由于Schmitt觸發(fā)器的作用，NAND門(mén)U2A和U2B轉換任意開(kāi)頭的輸入信號為脈沖信號。脈沖信號的相對脈沖周期依賴(lài)于輸入信號的形狀。為了消除這種依賴(lài)性，D觸發(fā)器U3A和U3B分頻輸入信號。如圖3所示，觸發(fā)器輸出信號脈沖寬度不依賴(lài)于它們輸入信號的脈沖寬度。
此電路比較觸發(fā)器U3A和U3B的輸出脈沖周期。假定U3A的Q輸出脈沖比U3B  Q輸出脈沖短（即上部通道的頻率高于下部通道的頻率）。在這種情況下，U3B的Q輸出脈沖有時(shí)會(huì )重疊U3A的Q輸出脈沖（見(jiàn)圖3）。U3A Q輸出信號的正沿使UAA Q輸出為高態(tài)和U3B的Q輸出使它為低態(tài)。當U3B輸出脈沖寬度超過(guò)U3A輸出脈沖寬度時(shí)，NAND 門(mén)U1C輸出變低態(tài)。U1C輸出的低電平使U2C輸出為高態(tài)并點(diǎn)亮LED2。RS鎖存器（U2C-U2D）鎖存其狀態(tài)直到第1個(gè)輸入信號的頻率小于第2個(gè)輸入信號的頻率為止，而U1D輸出信號半變低態(tài)（頻率比較器電路是完全對稱(chēng)的）。
分析表明：在頻率比f(wàn)2/f1-f2等于整數（1，2，3等）和比較信號的初始相移等于零時(shí)，頻率比較器不能改變其輸出狀態(tài)。然而，用兩個(gè)實(shí)際振蕩器做實(shí)驗表明：上述的理想情況絕不會(huì )發(fā)生，而頻率比較器的指示是正確的。
器件的輸入靈敏度是100mV
圖1頻率比較器電路
圖2頻率比較器用做頻率計
圖3比較器信號波形圖