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