頻率范圍量程擴展電路

頻率范圍量程擴展電路

按照上述方法所設計的數字頻率計電路，測量的最高頻率只能為9.999kHz，完成一次測量的時(shí)間約1.25s。若被測信號頻率增加到數百千赫茲或數兆赫茲時(shí)，則需要增加頻率范圍擴展電路。

頻率范圍擴展電路如圖3所示，該電路可實(shí)現頻率量程的自動(dòng)轉換。其工作原理是：當被測信號頻率升高，千位計數器已滿(mǎn)，需要升量程時(shí)，計數器的最高位產(chǎn)生進(jìn)位脈沖Q3，送到由74LS92與兩個(gè)D觸發(fā)器共同構成的進(jìn)位脈沖采集電路。第一個(gè)D觸發(fā)器的1D端接高電平，當Q3的下跳沿來(lái)到時(shí)，74LS92的Q0端輸出高電平，則第一個(gè)D觸發(fā)器的1Q端產(chǎn)生進(jìn)位脈沖并保持到清“0”脈沖到來(lái)。該進(jìn)位脈沖使多路數據選擇器74LS151的地址計數器74LS90加1，多路數據選擇器將選通下一路輸入信號，即比上一次頻率低10倍的分頻信號，由于此時(shí)個(gè)位計數器的輸入脈沖的頻率比被測頻率低10倍，故要將顯示器的數乘以10才能得到被測頻率值，這可以通過(guò)移動(dòng)顯示器上小數點(diǎn)的位置來(lái)實(shí)現。如圖3所示，若被測信號不經(jīng)過(guò)分頻（100輸出），顯示器上的最大值為9.999kHz，若經(jīng)過(guò)101分頻后，顯示器上的最大值為99.99 kHz，即小數點(diǎn)每向右移動(dòng)一位，頻率的測量范圍擴大10倍。
進(jìn)位脈沖采集電路的作用是使電路工作穩定，避免當千位計數器到8或9時(shí)，產(chǎn)生小數點(diǎn)的跳動(dòng)。第二個(gè)D觸發(fā)器用來(lái)控制清“0”，即有進(jìn)位脈沖時(shí)電路不清“0”，而無(wú)進(jìn)位時(shí)則清“0”。
當被測頻率降低需要轉換到低量程時(shí)，可用千位（最高位）是否為零來(lái)判斷。在此利用千位譯碼器74LS48的滅零輸出端RBO，當RBO端為零時(shí)，輸出為零，這時(shí)就需要降量程。因此，取其非作為地址計數器74LS90的清“0”脈沖。為了能把高位多余的零熄滅，只需把高位的滅零輸入端RBI，同時(shí)把高位的RBO與低位的RBI相連即可。由此可見(jiàn)，只有當檢測到最高位為“0”，并且在該1秒鐘內沒(méi)有進(jìn)位脈沖時(shí)，地址計數器才清“0”復位，即轉換到最低量程，然后再按升量程的原理自動(dòng)換檔，直到找到合適的量程。若將地址譯碼器74LS138的輸出端取非，變成高電平以驅動(dòng)顯示器的小數點(diǎn)h，則可顯示擴展的頻率范圍。