数字频率计具有测量精度高、读数直观、使用方便的优点。笔者采用模拟石英钟集成电路和CMOS数字集成电路设计制作了一台数字频率计，其性能指标如下：
①测量范围：1Hz～999.999kHz
②分辨率：1Hz
③输入灵敏度：＜30mV（有效值）
④输入阻抗：≥1MΩ
⑤输入波形：正弦波、方波、三角波等
⑥最高输入电压：50V
⑦显示方式：6位LED数码管显示
⑧测量误差：＜0.1％
这台频率计性能好、成本低、制作方便、调试简单，非常适合爱好者自制。
一、电路工作原理及特点
数字频率计电路原理图见图1，方框图见图2。被测信号经放大、整形后，送入计数器进行计数；闸门控制电路控制计数器的工作模式；计数结果由数码管直接显示。下面重点介绍电路的特殊部分。
1.放大与整形电路。放大器采用三级COMS反相器D5、D6、D7串联组成，其放大倍数A\(_{v}\)=R9R8=200倍，足以将30mV以上的信号电压放大至限幅状态。采用CMOS反相器组成放大器，具有输入阻抗高、功耗低、简单可靠、无需调试的特点。CMOS反相器D8、D9和电阻R10、R构成施密特触发器，将模拟信号变换成边沿陡直的方波脉冲送入计数器。
2.计数显示电路。十进制计数／7段译码器CD4033（IC3～IC8）和LED数码管组成6位十进制计数显示器。CD4033内部包括十进制计数器和7段译码器两部分，译码输出可以直接驱动（V\(_{DD}\)=9～15V）LED数码管。R为清零端，当R=1时，计数器全部清零。INH端接闸门控制信号，当INH=0时，计数器计数；当INN=l时，停止计数，但显示的数字被保留。RBI与RBO端多位级连，作用是自动消隐无效零，例如计数状态为“000450”，自动消隐左边三位无效零，显示“450”，以符合习惯。
3.秒脉冲产生和闸门控制电路。秒脉冲由模拟石英钟集成电路IC1产生，该集成电路内包含32.768kHz晶振、多级分频、放大驱动电路等，接步进电机的两个引脚OUT1、OUT2交替输出窄脉冲信号，脉宽31.2ms，周期2s，OUT1与OUT2输出脉冲时差1s（图3）。由于石英钟电路工作电压为1.4V，而整个系统工作电压为12V，因此用VT1、VT2进行逻辑电平变换（并反相），再通过与非门D1输出周期1s的窄脉冲串（图3）。采用石英钟集成电路产生秒脉冲，大大简化了电路结构，提高了可靠性。八进制计数／分配器IC2和与非门D2、D3、D4对秒脉冲信号进行处理，形成清零信号R和闸门控制信号INH，使计数器按“清零（31.2ms）→计数（1s）→显示（6.9688s）→清零……”的模式循环工作，其时间关系如图4所示。在一个循环中，清零和计数的时间一共只有1s多，而显示时间将近7s，可以方便地读取读数。
二、元器件选择
IC1选用KD3252模拟石英钟集成电路，其引脚功能见图5（a）；也可用其它型号的指针式石英钟集成电路，或从步进电机已损坏的电子钟机心中拆取；配套晶体B为32.768kHz。IC2选用CMOS八进制计数／分配器CD4022；IC3～IC8选用CMOS十进制计数／7段译码器CD4033；D1～D4选用一块CMOS四2输入与非门CD4011；D5～D9选用一块CMOS六反相器CD4069（多余一个反相器闲置不用，但其输入端应接地,以免损坏），以上CMOS电路的引脚功能见图5（b～e）。
数码管采用7段共阴极LED数码管，其引脚功能如图 5（f），小数点不用，因此h脚悬空不接。C3应采用聚酯等无极性电容，耐压≥160V。电源变压器T采用3～5W的即可。其余元器件如图1所示。
三、制作与调试
整机共用三块印制电路板。输入信号放大与整形电路以及计数显示电路安装在主电路板上，见图6（a），图中所有虚线处都要用导线连接好。数码管全部焊在电路板铜箔面（图7b），以便电路板装入机壳后，可从显示窗口看到数码管。为防止干扰，信号输入放大与整形电路应加以屏蔽，可用薄铜皮或铁皮制一屏蔽罩将这部分电路罩起来，并将屏蔽罩接地。安装屏蔽罩时，应注意不可与罩内元器件相接触，以防短路。
图6（b）是控制电路板，包括秒脉冲产生电路和闸门控制电路。图6（c）是电源电路板。
因CMOS电路输入阻抗很高，焊接时极易被感应电压损坏，所以最好使用IC专用插座，先将IC插座焊入电路板，待整块电路板上元器件全部焊接完成后.再将各CMOS集成电路插入相应的插座。如不使用IC插座，应将电烙铁接上一根可靠的地线，或拔掉烙铁的电源插头利用余热焊接，以策安全。
整机结构可参看图7,机壳可用薄铝板自制, 也可用塑料盒或铁皮盒改制，显示窗口镶一块透明有机玻璃。主电路板固定在面板后面，控制电路板、电源电路板以及电源变压器固定在底板上, 输入插座和电源开关固定在面板上。输入插座至主电路板输入端（C3）的连线须用屏蔽线，探头线也用约1米长的屏蔽线制做。按照图1和图6，将各部分连接好，反复核对无误后，便可通电调试。主要是调整晶报频率为准确的32.768kHz，其它部分无需调试。调试方法有两种：一种是用标准多功能数字频率计测量与非门D1输出的秒脉冲信号周期，调节晶振微调电容C1、C2，使周期T=1s（必须精确）。另一种方法是用本机与标准数字频率计同时测量某一信号,调节C1、C2，使本机读数与标准数字频率计一致。（莫恩）