如何由晶振产生1HZ的信号

Posted 2023-05-10

　　1HZ时钟信号源实际上就是“秒”信号源。它是电子计时钟表和许多电子仪表和自动测量控制装置中十分重要的时钟信号。这种秒信号源除了某些集成电路设有专门的秒信号发生发生电路外，大多数使用通用数字集成电路来组成。例如用各类门电路，包括施密特门等，将门电路与RC元件或石英晶体组合，组成RC或石英晶体多谐振荡器，通过多级分频取得1HZ的秒时钟信号。其中最常用的秒时钟信号源是由“十四位二进制串联计数器/分频器和振荡器集成电路CD4060”组成的秒时基信号源。对于CD4060来说，它是一只十四位二进制/分频和振荡器集成电路，该电路内含一个十四位二进制计数/分频器和两个独立的反相器。十四级分频器的分频范围为：16―16384。可根据电路需要来选摘不同的分频系数，在一般电子钟表电路中都采用晶振频率为32768HZ的石英晶体，选用16384的分频系数将其分频为1HZ的输出，作为秒时基脉冲信号。其详细引脚功能如下：CD4060为16引脚扁平塑封结构，其中16脚、8脚分别为电源正、负端外，7、5、4、6、14、13、15、1、2、3分别为分频输出端Q4～Q14。其中Q1、Q2、Q3和Q11四个分频端不引出，实际上引出端为10个。12脚为复位端R。其余3个引脚9、10、11则为内部两只反相器外引脚，当用它作为RC振荡器时，9脚接振荡电容，10脚接振荡电阻，11脚接保护电阻。当用作晶体振荡器时，10、11脚之间并接石英晶体和反馈电阻。CD4060作为分频器时，它的分频系数在24～214之间，即从16～16384。当需要在此范围内分频时，可根据分频系数在Q4～Q14之间选择输出端。如果分频系数为2N时，可选择几个Q输出端进行组合。因此为电路的使用提供了很大的方便。
　　CD4060在组成晶体振荡器时，其震荡频率与所用晶体的故有谐振频率一致；当组成RC振荡器时，其振荡频率可接公式f=1/2.2RC来估算。
　　本电路使用CD4060组成一个石英晶体振荡器，由于采用了电子钟表通用的谐振频率为32768HZ的石英晶体，他的振荡频率为32768HZ，经过内部14级分频后，由Q14输出的脉冲为2HZ。在通过一级二分频器后便得到了标准的“秒”脉冲输出。其电路如（图一）所示。
　CD4060的10、11脚间外接一只谐振频率为32768HZ的石英晶体，它和内部的反相器组成一个高精度的石英晶体谐振器。由振荡器产生的32768HZ的振荡脉冲，通过内部14级分频后，又3脚输出。由CD4060的引脚功能图可得知，它的3脚为Q14，其分频系数为16384，因此经分频后输出的频率为2HZ。
　　由CD4060输出的2HZ脉冲信号，通过一只二分频器分频后，得到了1HZ的秒信号。
　　本电路使用一只双JK触发器CD4027组成的双稳态触发器，做二分频器，分频后的秒信号1脚输出。
　　双JK触发器内含两个独立的JK型触发器，它是由D触发器演变而成的，即在D触发器的D端增加一个控制门后形成的。该控制门将原来的D输入端分成J、K两个输入端，在原来各输入端工作状态不变的基础上，当J端为高电平时，在时钟脉冲上升沿的作用下，Q端输出高电平；当K端为高电平时，在时钟脉冲的作用下，Q端输出低电平。
　　本电路使用了JK触发器中的第二个触发器，将其J2（6脚）、K2（5脚）端接高电平，R2（4脚）、S2（7脚）端接低电平，时钟脉冲输入端CP2（3脚）接2HZ脉冲输出端，分频后的1HZ脉冲由Q2（1脚）端输出。
　　振荡电路中所接的微调电容C2为频率校准电容。用来校准因各种因素造成的振荡频率的偏差，使电路输出准确的“秒”信号。
　　由以上波形分析可知，当外来脉冲信号加入74LS90异步十进制计数器14脚（CP端）则可以根据（图三）的波形得到Q0（14脚）的输出。即当CD4060经过内部14级分频后，由其Q14端输出一个2HZ脉冲加在74LS90异步十进制计数器的14脚（CP端），则可以由其Q0（14脚）端输出一个1HZ的时钟脉冲。其之间的关系由（图四）所示。其中图中的74LS00是为为了防止按键抖动而设置的，其内部为四个与非门电路组成，而本图中只用了其中一个，即（1、2脚为输入，3脚为输出），R2为反馈电阻，与32768晶振配合使用。起到一个反馈作用。74LS90的3脚为R0B复位端，7脚为SOB置位端，10脚为接地端，5脚接电源。 参考技术A 去买一个32.768kHZ晶振 经过分频器15分 就是1Hz

电脑主板的时钟芯片就是这么做出来的。

或者DS1302芯片都是这样得到1HZ信号的

关于分频器，你到网上一查，什么类型都有。但是一定要买稳定性好的，HC系列最好

参考资料：自己做过。经常使用

参考技术B http://wenku.baidu.com/view/179dbad5b9f3f90f76c61b98.html本回答被提问者和网友采纳

VM系列振弦采集模块全频段扫频

河北稳控科技VM系列振弦采集模块全频段扫频

根据起始频率与终止频率范围，频率由低向高向传感器发送渐进的扫频激励信号，直到传感器产生共振并返回共振电流信号。在输出激励信号的过程中，激励信号的频率变化由频率步进和信号周期数量决定。

此激励方法较为耗时，若要中断扫频过程，可向系统功能寄存器 SYS_FUN 发送指令 07，立即结束当前测量过程，跳转到下次测量过程。

分段扫频

将 300Hz~5000Hz 分为固定的 4 段，通过激励方法寄存器指定频段范围进行扫频和拾振。 在输出激励信号的过程中，激励信号的频率变化由频率步进和信号周期数量决定。

频率反馈激励法

频率反馈激励法（ Frequency Feedback Sweeping Method）是指利用前述高压脉冲或者全频段扫频方法对传感器进行激励并获取传感器的振动频率，在获取到传感器的钢弦振动频率后使用这个固定的频率信号对传感器进行后续的激励。

频率反馈固定频率扫频法

频率反馈固定频率扫频法 FFF（ Frequency Feedback Fixed Frequency Sweeping Method）。首次激励时采用预先指定的“第一激励法”， 对传感器返回信号进行采样、评估、计算等操作，若信号质量达到预定值（寄存器 EXS_TH.[7:0]），则以后的激励自动改为固定频率的低压扫频法， 激励信号的频率即是最近一次计算得到的传感器频率值。在低压扫频过程中，当检测到信号质量低于预定目标时，自动切换为预先指定的“第一激励法” 对传感器进行激励。以上步骤周而复始。

注： 本参数与其它相关参数配合，即可实现多条件判断规则，如： 将剩余样本限制寄存器CAL_PAR2 设置为 2， 本寄存器设置为 EXS_TH=0x0050，即可实现优质样本必须大于期望样本数量的 50%， 且采样评定质量必须大于 80%。

频率反馈渐变频率扫频法

频率反馈渐变频率扫频法 FFG（ Frequency Feedback Gradual Frequency Sweeping Method）。首次激励时采用预先指定的“第一激励法”， 对传感器返回信号进行采样、评估、计算等操作，若信号质量达到预定值（寄存器 EXS_TH.[7:0]）， 则以后的激励自动改为渐进低压扫频法， 在激进低压扫频法中，起始频率和终止频率自动设置为最近一次计算得到的传感器频率值（中心频率值） 上下各 20Hz（默认值，可通过修改寄存器 FSG_TH 修改频率区间上下限）。在低压扫频过程中，当检测到信号质量低于预定目标时，自动切换为预先指定的“第一激励法” 对传感器进行激励。

反馈区间频率扫频上下限 FSG_TH（ 0x18）

位 符号 值 描述 默认值

bit15:8 0~255 扫频频率下限距离中心频率差值，单位 Hz 20

bit7:0 0~255 扫频频率上限距离中心频率差值，单位 Hz 20

SFC 激励法（推荐）

SFC（ Smart Frequency capture）激励方法是利用高压或者快速全频段扫频获取采样数据特征分析得到大致的频率范围，然后使用固定低压扫频得到传感器频率的方法。

SFC 激励测频是全自动方法，与扫频参数起始频率寄存器（ FS_FMIN）、 终止频率寄存器（ FS_FMAX）、频率步进寄存器（ FS_STEP） 以及单步扫频信号周期数量寄存器（ FS_SCNT）无关。