请问如何将一个方波降频 1000 倍但佔空比不变

psir_murphy

下图是一个 500KHZ 的方波，HI 的部分占整个周期的1/4，
请问如何将它降频 1000 倍变成 500HZ，并且佔空比不变，
可以用哪一种计数器或正反器来达成？
谢谢。

psir_murphy

cqmiao

用计数器分频，比如说CD4017，十进制的，三级分频试试。

lymex

500Hz是精确的还是大约的、在一个范围内变化？
0.5us的脉宽，变化范围是多大？
如果都不变，那干脆生成一个500Hz、脉宽0.5ms的信号即可。

数字的方法：测试出周期和脉宽，然后分别乘上1000倍，再生成一个新的信号。

模拟+数字的方法：分频1000倍得到脉冲上沿，下降沿用延时电路，而延时多少要看在1000个输入脉冲里，总的上沿的合计。

只是一个思路，具体的还没去想，楼下可以继续。

psir_murphy

兄台有没有叁考电路可以贴上来一下，麻烦你了。

youngliu

先用390分频器分频25倍，再用4017做10分频，最后一级4017做四分频。一片390是双2-5 BCD分频器，也可以做成5*5分频

cqmiao

为什么不用CD4017做三级10分频呢？10x10x10 刚好1000

albert

lz想分频以后来测量宽度

youngliu

楼主要1/4占空比

psir_murphy

引用第7樓albert於2011-08-04  15:49發表的  :
lz想分頻以後來測量寬度   

哈！被你猜对了，所以才不能用软体来分频制造出新信号，
一定要用硬件电路分频 1000 倍将频率降低才好测量宽度。

pipelie

将该方波信号通过低通滤波转成直流信号V，那么V和方波的占空比成正比关系。另外产生一个频率是方波信号1/1000的三角波，三角波的幅度和矩形波的幅度要对应。然后将直流信号V和三角波比较应该就能得到占空比不变，频率是原来1/1000的信号。

pipelie

pipelie

仿真图输出的信号占空比反了，交换比较器两个输入信号即可。

jackrao

分频很简单，但是要占空比不变做不到，因为你要测量的宽度是会变的。

youngliu

楼主的占空比不是准确的1/4吗

fghlw

如果只想测量脉宽  不在乎点误差的话  分频+反相分频 应该可以

lymex

如果想测试脉宽，可以先把脉冲变成精确的0-10V的（或0-5V），然后用RC滤波，最后测试得到的直流电压即可。这就是最简单的开环PWM。

longshort

用单片机吧。

１）在第0个脉冲到来时，置位输出为高。
２）对输入计数，到计数为249时置输出为低。
３）对输入继续计数，到计数为999时复位计数器。
４）第1000个脉冲到来时，从１）开始重复上述过程。

这个过程也可以直接用硬件完成，不过现在的人比较多地了解单片机，而且单片机也容易实现。

pipelie

引用第16楼lymex于2011-08-04  23:43发表的  :
如果想测试脉宽，可以先把脉冲变成精确的0-10V的（或0-5V），然后用RC滤波，最后测试得到的直流电压即可。这就是最简单的开环PWM。

如果PWM的幅度稳定，那么测量出低通后的直流电压，换算为脉宽还是比较准确的。估计楼主是想做PWM频率变换吧！话说回来，如果只是测脉宽，计数应该更准吧。:)

jackrao

单片机的方法只是理论上可行，实际做起来是有很大难度的，按楼主的数据，被测信号频率是500K，被测脉宽是500ns，如果单片机的主频是10M，时钟周期就是100ns，记数的细度是不够的，再加上指令执行的时间，可以说是没戏的。
可能楼主早就意识到这一点，才想着怎么分频又保持占空比不变。

psir_murphy

我觉得计数比较准确，因为用PWM脉宽调变转成直流的方法会有解析度差的问题，
如果能把频率照比率降低 1000 倍，然後单片机的执行速度快一点，
这样就能很好的解析度，拜托大夥儿帮我想想办法吧。

longshort

引用第19楼jackrao于2011-08-05  11:49发表的  :
单片机的方法只是理论上可行，实际做起来是有很大难度的，按楼主的数据，被测信号频率是500K，被测脉宽是500ns，如果单片机的主频是10M，时钟周期就是100ns，记数的细度是不够的，再加上指令执行的时间，可以说是没戏的。
可能楼主早就意识到这一点，才想着怎么分频又保持占空比不变。

确实如此，而且一旦采用中断方式，精确的比例就更不可控了。我觉得还是直接使用数字电路实现比较现实，精度和速度都没有问题。要实现其实并不难，基本结构是一个10bits主计数器，有两个由与非门构成的门限检出器，分别检测值249、999，一个触发器用于控制输出。

１）第0个脉冲到来，主计数器清零，输出触发器翻转，状态为高，输出触发器时钟门关闭；
２）门限检出器１在计数器值为248时打开输出触发器的时钟门；
３）第249个脉冲到来时输出触发器翻转，状态为低，输出触发器时钟门关闭；
４）门限检出器２在计数器值为999时打开输出触发器的时钟门；
５）第1000个脉冲到来时，从１）开始重复上述过程，此时第1000个脉冲等于新周期的第0个脉冲。

psir_murphy

引用第21樓longshort於2011-08-05  16:10發表的  :

確實如此，而且一旦採用中斷方式，精確的比例就更不可控了。我覺得還是直接使用數字電路實現比較現實，精度和速度都沒有問題。要實現其實並不難，基本結構是一個10bits主計數器，有兩個由與非門構成的門限檢出器，分別檢測值249、999，一個觸發器用於控制輸出。

１）第0個脈衝到來，主計數器清零，輸出觸發器翻轉，狀態為高，輸出觸發器時鐘門關閉；
２）門限檢出器１在計數器值為248時打開輸出觸發器的時鐘門；
.......

分析得很详细，大侠对数字电路很有研究，方便请您画个图示意一下吗？简单的方块图或原理图都可以。

longshort

引用第22楼psir_murphy于2011-08-05  17:01发表的  :

分析得很详细，大侠对数字电路很有研究，方便请您画个图示意一下吗？简单的方块图或原理图都可以。

不好意思，我不是什么大侠。方框图与原理图都差不多，匆匆赶画了一个，逻辑上肯定还隐藏一些错误，仅供参考。



那两个检测逻辑实际上就是两个多输入端的与门，您可以通过逻辑代数再将它简化一下。

pipelie

引用第20楼psir_murphy于2011-08-05  15:25发表的  :
我觉得计数比较准确，因为用PWM脉宽调变转成直流的方法会有解析度差的问题，
如果能把频率照比率降低 1000 倍，然後单片机的执行速度快一点，
这样就能很好的解析度，拜托大夥儿帮我想想办法吧。  

解析度差？这个就要看楼主的pwm信号精度要求到百分之几了，分辨率又要达到多少？从而得出直流电压的应该达到的精度。假如pwm信号的幅度是5V，分辨率要求1%，那么低通后电压的分辨率就是50mV，比较器也只要区分50mV的电压，问题不大。当然如果是要求0.1%的分辨率，那就比较难了。如果要求pwm的分辨率高，就适当提高pwm的幅度，比如提高到10V。

关键是：讨论到现在，对楼主的需求还是不太明白。比如，pwm占空比是否是变化的，精度又希望达到多少？

jackrao

引用第21楼longshort于2011-08-05  16:10发表的  :

确实如此，而且一旦采用中断方式，精确的比例就更不可控了。我觉得还是直接使用数字电路实现比较现实，精度和速度都没有问题。要实现其实并不难，基本结构是一个10bits主计数器，有两个由与非门构成的门限检出器，分别检测值249、999，一个触发器用于控制输出。

１）第0个脉冲到来，主计数器清零，输出触发器翻转，状态为高，输出触发器时钟门关闭；
２）门限检出器１在计数器值为248时打开输出触发器的时钟门；
.......

按照这个思路，无论N%占空比的脉冲输入，输出的结果都是25%，已经没有测量的意义了，直接给个25%的结果就完了。
其实最靠谱的做法还是低通滤波再测直流。

longshort

引用第25楼jackrao于2011-08-07  16:28发表的  :

按照这个思路，无论N%占空比的脉冲输入，输出的结果都是25%，已经没有测量的意义了，直接给个25%的结果就完了。
其实最靠谱的做法还是低通滤波再测直流。

您说得对，这个结果没考虑到。

psir_murphy

向各位大大报告一下：

我制作了如下一个电路，总共是(÷2)×(÷5)×(÷2)×(÷5)=÷100，
但发现一个致命伤，就是从第一阶÷2开始，就无法反映周期的变动，
这样用除频的方式就不能用了，可能要改成单击电路(Single shot)可能比较有效。

jackrao

引用第27楼psir_murphy于2011-08-10  15:56发表的  :
向各位大大报告一下：

我制作了如下一个电路，总共是(÷2)×(÷5)×(÷2)×(÷5)=÷100，
但发现一个致命伤，就是从第一阶÷2开始，就无法反映周期的变动，
这样用除频的方式就不能用了，可能要改成单击电路(Single shot)可能比较有效。
.......

周期是频率的倒数，应该是可以反映出来的，但是宽度肯定是反映不出来了，二分频后的占空比一定是50%的，输入的宽度信息就丢失了，之后就不可能再找回宽度信息了。
建议你还是用模拟电路做，真的，别折腾了，数字的方法在这里未必能有好的效果。

psir_murphy

引用第28樓jackrao於2011-08-10  16:59發表的  :

週期是頻率的倒數，應該是可以反映出來的，但是寬度肯定是反映不出來了，二分頻後的佔空比一定是50%的，輸入的寬度信息就丟失了，之後就不可能再找回寬度信息了。
建議你還是用模擬電路做，真的，別折騰了，數字的方法在這裡未必能有好的效果。

請問什麼是模擬電路？能否稍微解释一下，谢谢。