簡化頻率比測量的方便電路
要很多儀器系統(tǒng)中,兩個頻率比值比兩個單獨的頻率更人意義。其中一種應(yīng)用是比值量度電容傳感器,所產(chǎn)生的兩個頻率F1和F2反比于電容C1和C2。
然而,不需要昂貴的計算器件來確定頻率比。本文所示的簡單電路（圖1）可非常精確地?fù)?dān)當(dāng)此工作。而且,它提供的輸出電壓可以直接用數(shù)字面板表或數(shù)字電壓表讀出。
下面說明電路工作。計數(shù)器（IC1,CD4017BE）與分頻F1（F1<F2）, 產(chǎn)生頻率Fd（F1=5Fd）。Fd和F2分別定時D觸發(fā)器FFa和FFb（IC2）CD4013BE）。
每個Fd時鐘的正沿置位FFa（圖2）。F2時鐘的下一個正沿轉(zhuǎn)移Qa輸出的邏輯1電平到Qb輸出。現(xiàn)在,FFa復(fù)位。Qb輸出保持高態(tài)直到F2時鐘的下一個正沿轉(zhuǎn)移Qa輸出的邏輯0電平到Qb輸出為止。因此,在Qb輸出所產(chǎn)生的脈沖Qb脈沖寬度等1個F2時鐘脈沖的周期。
因為Fd和F2彼此不是同步的,所以Qb脈沖的正沿保持Fd時鐘沿變化。但保持Fd<0.5F2將保斑點Qb脈沖在1個Fd時鐘周期到1個時鐘周期間不漏失。因此,每個Fd時鐘產(chǎn)生1個Qb脈沖。Qb脈沖約占空比由下式給出：
=脈沖寬度/周期=1個F2 時鐘脈沖周期/1個Fd時鐘脈沖=Fd/F2
由于觸發(fā)器IC是CMOS器件,所以脈沖在地和VDD之間開關(guān)轉(zhuǎn)換。積分器（R1C1）平均為Qb脈沖,給出輸出V0=VDD×N。注意,電容器C1必須是低漏電型的。保持VDD=5.000V,則得到V0：
V0=5（Fd/F2）=5F1/5F2=F1/F2
此電路工作的頻率范圍是0.005≤F1/F2≤2.5,頻率范圍是100Hz≤（F1、F2）≤1MHz,精度0.2%左右（見表1）。對于較高的頻率,用計數(shù)器
表1輸出電壓與頻率比的關(guān)系
（F2=100Hz_1MHz）VDD=5。000V
F1/F2
V0（V）
2
1．996
1
0.998
1/2
0.499
1/4
0.249
1/8
0.124
1/16
0.062
1/32
0.031
1/64
0.015
1/128
0.007
1/256
0.003
1/512
0.001
IC把頻率降到低于1MHz
圖1、電路輸出電壓V0等于頻率比F1/F2
圖2、電路中不同信號的定時關(guān)系
