在無線電製作中，有時候難免需要測試振蕩電路中的頻率變化，這時候有一臺頻率計是非常方便的事情。
頻率計，是一種相對比較簡單的測試儀表，因此決定自製一臺這裡所製作的頻率計性能指標如下：1.顯示的位數：8位，LED數碼管顯示2.測試頻率範圍：100Hz-10MHz，10MHz-100MHz（分頻），最高可測150MHz3.供電：DC 7.5V-15V，預留電池接口，可用電池供電4.採用恆溫晶體振蕩器（OCXO）做基準，基準初始頻率穩定度≤±200ppb，溫度穩定度≤±10ppb，電源穩定度≤±2ppb5.採用專用頻率計數集成電路，電路簡單
輸入接口分高頻和低頻，頻率計電路結構如下：
低頻信號通過施密特觸發器74F125整形，直接送入ICM7216D進行頻率計數。高頻信號先經過寬頻放大器放大，進入10分頻器11C90進行分頻，再經施密特觸發器74F125整形，送入ICM7216D進行頻率計數計數結果，由8位數碼管顯示器顯示出來由硬體開關選擇高頻或低頻輸入
這種頻率計工作原理非常簡單：首先，其核心是一個計數器和一個閘門
閘門由基準時鐘決定，用來控制計數器的啟停，當閘門開啟時，計數器對輸入脈衝進行計數閘門關閉後，計數器停止計數，並將計數結果由數碼管顯示出來。
通俗的說，就是體育老師手拿秒表，喊：預備~~開始！於是你就開始拼命掰著手指頭數數，到了規定時間，老師喊：停！，你就停止，報告說我數了多少個數。
只要知道了閘門開閉的時間，根據計數結果，就可以算出頻率，而閘門開閉時間的精度，決定結果的精度。
這種方式雖然簡單，但是它不適合測量過高的頻率（數不過來了）所以，這個頻率計，如果不加分頻器，標稱可以測10MHz以下的頻率，實際測試發現最高可以測到15MHz左右。
首先，用SpringLayout設計電路板草樣
通過熱轉印方式製作線路板
做好的線路板
由於採用OCXO恆溫晶體+數碼管顯示，且打算採用電池供電
因此，頻率計的工作電路註定要有幾百毫安，對電池續航提出較大考驗
電源的設計上，我只需要一個5V電源，如果用7805一類的三端穩壓自然最簡單
但是，線性穩壓損耗較高，為了考慮節能減排，決定嘗試採用開關式穩壓電路進行降壓
這還是頭一遭，用開關式電路，固然能夠達到節能降耗的設計思路
但是，開關電源帶來的噪音和幹擾也是一個難辦的問題
特別是用在頻率計這樣一個測試儀表上，會不會對儀表造成幹擾？這還是未知
唯物辯證法告訴我們：物質決定意識，意識是物質的反應。意識具有能動作用，意識不僅能夠正確的反應客觀事物，還能夠反作用於客觀事物，正確的思想意識能夠促進客觀事物的發展，錯誤的思想意識將阻礙客觀事物的發展
決定測試一下，觀察究竟在頻率計上用開關電源有什麼影響。
俗話說，兵馬未動，糧草先行首先調試電源部分，一個buck的降壓電路，用的是TSP6430，一顆國產DC-DC集成電路外圍元件少，同步整流
首先進行測試，用一個6V 5W的滷鎢燈當作負載，5V供電也有大概700mA電流。可以模擬最大負載，輸出帶載電壓正常，5.23V
開關電源最大的潛在問題就是幹擾，測下紋波，肯定有的，不管看起來似乎還好，可以控制在100mV以下
電源搭好了，繼續其它電路，這就簡單了
OCXO，這屬於精密元件，留著最後安裝。
有道是群雁高飛頭雁領，路線方針確定後，幹部是關鍵
恆溫晶體振蕩器，這是頻率計裡最關鍵的元件之一，它是整個頻率計的時鐘參考
所有測試結果，都是以它輸出的基準頻率作為參考的，因此可以說，頻率計的性能，一多半都是由它決定
如果它不準了，那測試結果肯定不能正確，用OCXO的缺點也是有的。
第一，這傢伙需要一個加熱電源，耗電量比較大，最大能有近600mA第二，開機需要預熱，經實踐發現，這個OCXO大概需要1分鐘左右才能完成預熱第三，塊頭大，比如這個還算體積小的也有25mm*25mm的佔地面積
這是這顆OCXO的技術指標，可以看出，具有相當優秀的性能指標
將OCXO裝上電路板，至此，電路板部分構建基本完成
唯一的缺憾是分頻晶片暫時沒有買到，需要等幾天
接顯示單元試試，空載，正常點亮
目前看情況似乎一切還好，沒有見到明顯的幹擾情況出現
接入一個測試用的頻率信號，顯示正常，邁出了成功的第一步
電路搭好後，下面開始製作外殼，外殼採用鋁板構造，三明治結構，簡單粗暴。
首先，從鋁板材上裁剪需要的部分
將鋁板裁剪成合適尺寸，畫線，鑽孔
初步組裝
製作顯示單元的支架，測量中間的間距
裁剪一個鋁條，也是邊角料
按設計尺寸折彎，製作顯示單元支架
對位固定
組裝顯示單元和支架
找到一根沒有油的籤字筆筆芯
製作塑料柱
用於隔開顯示單元電路和支架，防止短路
繼續組裝
顯示單元和主控板之間的連線插口
通電測試，顯示正常
蓋好蓋子，這就組裝完了
尺寸，不算大，後面是電源接口和時鐘閘門選擇開關的位置。時鐘閘門，經過實踐發現就用1s能滿足大多數需要。所以就沒裝，正好手上也沒合適的開關，暫不裝了
兩個SMA接口分別對應高頻輸入和低頻輸入，邊上有一個跳線帽用來切換高、低頻埠。因為近期受某種微小生物的影響，不能自由逛電子市場，在線購物又划不來，所以暫時沒有合適的撥動開關，用跳線先替代吧
側面
下面開始進行測試，上電什麼都不接，顯示000
接入一根射頻跳線，空載穩定度很好，沒有受到幹擾導致自己跳動
首先，請出測試用的頻率基準。
這是一顆中國電子科技集團第十三研究所產的OCXO恆溫晶體振蕩器。標稱輸出頻率10.0MHz，性能，和用作基準的那顆OCXO基本相似，還更優於那一個。
在事物的發展變化過程中，由於自己內部的矛盾運動，表現為量變和質變兩種狀態，量變是質變的必要準備，是質變的前提和基礎，
它決定質變的性質和方向；質變是量變的必然結果，量變達到一定程度必然引起質變，質變在鞏固量變成果基礎上進一步引起新的量變。
OCXO的頻率穩定度是以ppb（十億分之一）作為指標的，核心晶體輕微的溫度變化，就會導致輸出頻率的漂移
OCXO裡面重要的結構就是恆溫槽，恆溫槽越大，溫控能力越佳，性能相對越好
OCXO是有源器件，需要外接電源才能正常工作。給它提供一個12V的工作電源
測試結果，還算比較滿意，兩個OCXO經過預熱後輸出穩定的頻率
最後顯示字數在10000000~9999998之間跳動，也就是說，有2Hz的波動
對於這個結果，我覺得算是滿意，唯物辯證法教導我們說：事物與事物之 間都是相互聯繫，相互滲透，相互影響的。
頻率計的性能，不光看基準，要綜合考慮整體性能
在看看用其它頻率源是否也能正常工作，這是自製的晶振測試器，用它輸出信號，這些晶振，就不是帶有溫度補償和恆溫槽的晶振了，就是普通的2腳無源晶振，售價大約0.2-1元不等，這是一顆12.8MHz晶振
12.8MHz分頻出的800KHz
測試4.00MHz晶振
測試7.00MHz晶振
測試9.00MHz晶振
大家可能好奇為什麼測試的頻率值和晶體的標稱頻率不一致，
從上圖看，各個晶體的測試數值和標稱數值存在著幾百Hz的差值
個人認為原因如下：
1、任何事物的內部都包含著既對立又統一的矛盾，我們需要一個穩定的頻率，而實際往往事與願違晶體本身的誤差、溫度特性都會導致頻率變化，對於這種晶體，一般廠家會給出25ppm左右的誤差和溫度係數。而實際，往往誤差要高於這個指標，比如用烙鐵靠近晶體，會發現頻率變化顯著，甚至能上KHz
2.晶體的工作方式，負載電容，晶體是有串聯諧振頻率和並聯諧振頻率的，晶體可以看成一個LCR電路，外部電路的改變對晶體的振蕩頻率也會產生微小改變，所以測試頻率和晶體標稱頻率有微小不一致，也是正常現象。
矛盾雙方又統一又鬥爭促成對立面的轉化，推動事物的運動、變化和發展；矛盾既是客觀的、普遍的，又各有其特殊性，它揭示了事物內部對立雙方又統一又鬥爭是事物普遍聯繫的根本內容，是事物發展的實質，是事物發展的根本動力。
如果想要非常精確，後續發明了TCXO，如果需要特別精準，又研製出了OCXO，若是追求極致，有一種設備叫原子鐘。
最後說說開關電源工作的如何
首先，在用假負載進行測試過程中，開關電源工作的很好，最大2.2A負載烤雞沒有壓力，在頻率計實際工作中，要看工況了。
在低頻接口工作中，應該說還是正常的，和用4.8V鎳氫電池供電，沒有太大區別，但是在高頻接口工作中，開關電源對前置放大器產生了較為嚴重的幹擾。
具體表現為測試接口曠置時，會出現幾十KHz的讀數，在進行測量時，顯示的末尾3位數字會不斷跳動，無法穩定讀數，雖然經過加裝濾波電感，退耦電容等措施令幹擾有所緩解，但是仍不能完全消除所以，最終暫時改為了傳統的線性三端穩壓器LM7805
針對今後可能採用7.4V鋰電池供電，還需要更換為LDO，雖然開關電源被否定了，但是唯物辯證法教導我們說：否定之否定是哲學上的重要規律，體現在DIY製作上，就是總是在不斷地自我否定之中前進。這種前進看似在原地轉圈，不停地回到起點，實際上是在螺旋式上升。
每一次回到起點時都不是簡單的重複，而是上升到了更高的層次和境界，理論水平和實踐經驗都得到了升華。
FAQ：Q:這個頻率計精度如何？A：不知道，因為沒有標準對它進行計量檢定。量值統一最重要的就是量值的溯源和量值傳遞用OCXO作為基準，只是看重它的穩定性。作為測量儀表，沒有絕對精確。有的只是相對精確。如果對於國家基準來說，可能它不是準的，但是對於自己的基準OCXO來說，它應該是準的。
Q:平時我們需要多精確的儀表？A:看你幹什麼，要是平時DIY，家電維修什麼的，最基礎的精度級比如2.5級就足夠了追求好一點的1.0級算相當不錯，如果您要發射宇宙飛船，研製個核彈頭什麼的那另當別論比如測家裡的電壓得到220V和225V的結果並不會有什麼影響，比如我調SSB濾波器就要追求到幾十Hz了
謝謝觀看！
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作者：2n3055
本文來源：數碼之家