方法：增加频率测试和读数保持功能

增加频率测试功能的方法

目前，常见的位数字式万用表，多数都不具备测量频率的功能。对于这种仪表，只要在其外部增加频率-电压（f-V）转换器，即可用来测量频率。

50Hz～20MHz测频电路

制作附加装置，与数字式万用表配合使用，可以测量频率范围为50Hz～20MHz的信号。该装置的特点是读数稳定、准确、灵敏度高、体积小及携带方便。

上图中，IC₅、C₈、C₄组成稳压电路，用以输出5V直流电压为整个电路供电。采用稳压的目的是防止因电池电压降低而导致精度下降。

50Hz～20MHz测频电路元器件的型号选择如下所示：

信号电路的工作过程如下所示：

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被测信号经C₅耦合，首先加到IC_6A、IC_6B组成的两级放大电路进行放大，以提高输入灵敏度

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放大后的信号送入IC_6C、IC_6D组成的施密特整形电路进行处理

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整形后的方波信号送入IC_1A、IC_1B、IC_2A（双2-5十进制4位计数器74HC390）组成的三组十分频电路

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整形后的方波信号送入IC_3A和IC_3B组成的窄脉冲形成电路

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窄脉冲信号用来使IC₄（内含振荡电路的14级二进制计数器CD4060）组成的计数器复位

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复位后，振荡器和计数器开始工作

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IC₄的Q₁₀为低电平

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反相后IC_3C的⑩脚输出高电平

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经过一段固定时间（T_S=512/12μs=42.67μs，晶振采用12MHz）后

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Q₁₀变为高电平，IC_3C的⑩脚变为低电平

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二极管VD₁导通，使振荡器停振，此时计数器将保持计数状态直到下一个复位脉冲到来为止

上述过程不断重复进行，于是在IC_3C的⑩脚便形成方波信号输出，其占空比为T_S/T，平均直流输出电压为

由于V_CC与T_S均为常量，所以输出电压与输入频率成正比。该方波信号经R₅和C₃进行平滑处理后，输出直流电压，并加到数字式万用表的电压档，由仪表显示读数。

波段开关S_A1的1、2、3和4位置所对应的测量频率范围分别为19.99kHz、199.9kHz、1.999MHz和19.99MHz。电路校准时，在输入端送入一个19.99MHz信号，将电路的输出端接到数字式万用表直流2V电压档，调整RP使万用表读数为1.999即可。

10Hz～20kHz测频电路

该电路的测频范围为10Hz～20kHz，准确度为±1%，分辨力为10Hz。若配位DMM的DC 200mV档使用，则分辨力可提高到1Hz。

该频率测量电路的特点是能将f-V转换器与数字式万用表的DC 200mV档配套使用，从而使数字式万用表的测量功能得以扩展

本电路还可以直接配于由ICL7129构成的4%位数字式万用表的DC 200mV档使用。此时V+与COM之间的电压应改为E₀=+3.2V

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被测频率信号U_IN（50mV～10V有效值）经限流电阻R₁

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加至IC₁的同相输入端，由IC₁对其进行开环电压放大

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经偏置电阻R₄后将信号送入F₁和F₂进行设置工作点的电压

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将电压进行放大形成陡峭的矩形脉冲后经C₂进行耦合

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最后送入ICM7555的第②脚

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从ICM7555第③脚输出的脉冲信号经R₈、RP和R₉分压

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再由C₄、R₁₀、C₅滤波，变成平均值电压U_o

电路中的：

ICM7555

在这里，ICM7555工作于单稳态触发器模式，触发脉冲为低电平有效。由ICM7555内部电路工作原理可知，它内部有两个比较器和一个RS触发器。

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当第②脚输入电平负向跳变到1/3V₊时

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RS触发器翻转(https://www.xing528.com)

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OUT（第③脚）=1

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V₊经过R₇对C₃充电

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当U_C3=2/3V₊时

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RS触发器再次翻转

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OUT（第③脚）=0

这样，每当第②脚输入一次触发信号，就从第③脚输出一个正向脉冲。设高电平脉冲宽度为t，则有公式：

t=1.1R₇C₃

当电路元件参数固定后，输出脉冲宽度t亦是固定的，所以触发频率（即被测信号频率f）越高，在单位时间内产生的脉冲数也就越多，由此获得的值就越大。可见，与f是严格成正比关系的。这就是由ICM7555构成的f-V转换器的工作原理。

由上式中不难看出，输出脉冲宽度可通过改变定时电阻的阻值来调节，进而改变U_O值。因此只要适当改变定时电阻R₇和电位器RP的参数，就可设计成多量程数字式频率表。

元器件选择

实测数据

元器件装好电路后，配合数字式万用表的DC 200mV档，对低频信号发生器输出的800Hz、0.9V（有效值）正弦波信号进行实测，显示值N=80。该频率测量电路配合数字式万用表DC 200mV档测量时，所显示的1个字代表10Hz，故显示值（N=80）即表示被测频率为80×10Hz=800Hz。

此外，用示波器还可观测到电路中各测试点的波形，如下图所示：

各点的工作电压值，其数据见下表：

目前生产的位数字式万用表，大多没有设置读数保持功能，在测量操作时有时显得不够方便。可以根据数字式万用表采用的不同型号的A-D转换器，对其相关外围电路稍加变动，就能给仪表增加读数保持功能。此方法简便易行，实用价值较高。为7106型万用表设置读数保持功能的方法

ICL 7106时钟振荡器是由反相器F₁、F₂与外部阻容元件构成的，ICL 7106的37脚（OSC₁）接反相器F₁的输入端。改装办法如下所示：

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为了便于使用，从ICL 7106的37脚和40脚各焊接一根导线（带绝缘皮）

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并将导线的另一端分别焊在一只小型拨动开关（S）上

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平时，使开关S断开

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需要将所测读数保持下来时，把开关S闭合即可

检测时可以发现，突然将37脚与40脚（测试端兼数字地TEST）短路，会导致振荡器立刻停振，进而使分频器、计数器、A-D转换器和控制逻辑电路全部停止工作。当分频器停止工作时，液晶显示器公共电极（BP）上的方波电压便随之消失，此时对数字地而言，计数器就保持在原计数状态不变。

所以，在37脚和40脚间引入一根导线，仪表就总显示在短路前那一瞬间的数值。而一旦将脚与脚的短路状态解除，仪表则立即恢复正常测量功能。这就是为7106增设读数保持功能的原理。

由于长时间用直流电压驱动LCD会缩短其寿命，所以每次读数保持时间应控制在1min之内，以最长不超过3min为宜。此外，每次用完仪表关机时务必把开关S断开，以避免下次开机后仪表即处于读数保持状态。

为MC14433型万用表设置读数保持功能的方法

为MC14433设置读数保持功能的电路如下图所示：

1在A-D转换结束标志输出端（EOC）与数据更新端（DU）之间串入100kΩ电阻R

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在“DU”端与“V_SS”端再设置一只拨动开关S，当S闭合时DU=0，A-D转换结果就被保持下来

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此时A-D转换器处于锁存状态，读数保持时间与开关闭合时间是相同的。当开关S断开时，A-D转换能正常进行，仪表恢复正常测试功能

为ICL7129设置读数保持功能的方法

ICL7129属于位A-D转换器，它的（22）脚为锁存/保持端（L/H）。为ICL7129设置读数保持功能的电路如下图所示：

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将保持开关S拨至右端时，“L/H”接高电平V₊

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仪表进入保持状态

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与此同时，标志符驱动端ANND（第③脚）使LCD上显示出读数保持标志符“H”

为TSC818A设置读数保持功能的方法

TSC818A属于位位双显示数字式万用表集成电路，它的脚为保持端，低电平有效，典型应用电路如下图所示：

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当按下SB时

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55脚接通数字地GND

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TSC818A进入保持状态，同时11脚输出的信号令LCD显示出标志符“H”