频率范围量程扩展电路

频率范围量程扩展电路

按照上述方法所设计的数字频率计电路，测量的最高频率只能为9.999kHz，完成一次测量的时间约1.25s。若被测信号频率增加到数百千赫兹或数兆赫兹时，则需要增加频率范围扩展电路。

频率范围扩展电路如图3所示，该电路可实现频率量程的自动转换。其工作原理是：当被测信号频率升高，千位计数器已满，需要升量程时，计数器的最高位产生进位脉冲Q3，送到由74LS92与两个D触发器共同构成的进位脉冲采集电路。第一个D触发器的1D端接高电平，当Q3的下跳沿来到时，74LS92的Q0端输出高电平，则第一个D触发器的1Q端产生进位脉冲并保持到清“0”脉冲到来。该进位脉冲使多路数据选择器74LS151的地址计数器74LS90加1，多路数据选择器将选通下一路输入信号，即比上一次频率低10倍的分频信号，由于此时个位计数器的输入脉冲的频率比被测频率低10倍，故要将显示器的数乘以10才能得到被测频率值，这可以通过移动显示器上小数点的位置来实现。如图3所示，若被测信号不经过分频（100输出），显示器上的最大值为9.999kHz，若经过101分频后，显示器上的最大值为99.99 kHz，即小数点每向右移动一位，频率的测量范围扩大10倍。
进位脉冲采集电路的作用是使电路工作稳定，避免当千位计数器到8或9时，产生小数点的跳动。第二个D触发器用来控制清“0”，即有进位脉冲时电路不清“0”，而无进位时则清“0”。
当被测频率降低需要转换到低量程时，可用千位（最高位）是否为零来判断。在此利用千位译码器74LS48的灭零输出端RBO，当RBO端为零时，输出为零，这时就需要降量程。因此，取其非作为地址计数器74LS90的清“0”脉冲。为了能把高位多余的零熄灭，只需把高位的灭零输入端RBI，同时把高位的RBO与低位的RBI相连即可。由此可见，只有当检测到最高位为“0”，并且在该1秒钟内没有进位脉冲时，地址计数器才清“0”复位，即转换到最低量程，然后再按升量程的原理自动换档，直到找到合适的量程。若将地址译码器74LS138的输出端取非，变成高电平以驱动显示器的小数点h，则可显示扩展的频率范围。