简化频率比测量的方便电路
要很多仪器系统中,两个频率比值比两个单独的频率更人意义。其中一种应用是比值量度电容传感器,所产生的两个频率F1和F2反比于电容C1和C2。
然而,不需要昂贵的计算器件来确定频率比。本文所示的简单电路（图1）可非常精确地担当此工作。而且,它提供的输出电压可以直接用数字面板表或数字电压表读出。
下面说明电路工作。计数器（IC1,CD4017BE）与分频F1（F1<F2）, 产生频率Fd（F1=5Fd）。Fd和F2分别定时D触发器FFa和FFb（IC2）CD4013BE）。
每个Fd时钟的正沿置位FFa（图2）。F2时钟的下一个正沿转移Qa输出的逻辑1电平到Qb输出。现在,FFa复位。Qb输出保持高态直到F2时钟的下一个正沿转移Qa输出的逻辑0电平到Qb输出为止。因此,在Qb输出所产生的脉冲Qb脉冲宽度等1个F2时钟脉冲的周期。
因为Fd和F2彼此不是同步的,所以Qb脉冲的正沿保持Fd时钟沿变化。但保持Fd<0.5F2将保斑点Qb脉冲在1个Fd时钟周期到1个时钟周期间不漏失。因此,每个Fd时钟产生1个Qb脉冲。Qb脉冲约占空比由下式给出：
=脉冲宽度/周期=1个F2 时钟脉冲周期/1个Fd时钟脉冲=Fd/F2
由于触发器IC是CMOS器件,所以脉冲在地和VDD之间开关转换。积分器（R1C1）平均为Qb脉冲,给出输出V0=VDD×N。注意,电容器C1必须是低漏电型的。保持VDD=5.000V,则得到V0：
V0=5（Fd/F2）=5F1/5F2=F1/F2
此电路工作的频率范围是0.005≤F1/F2≤2.5,频率范围是100Hz≤（F1、F2）≤1MHz,精度0.2%左右（见表1）。对于较高的频率,用计数器
表1输出电压与频率比的关系
（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把频率降到低于1MHz
图1、电路输出电压V0等于频率比F1/F2
图2、电路中不同信号的定时关系
