伍昭华204电压频率变换器(1)
Rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿设计
Rogowski线圈电流互感器相差分析与补偿设计吴献跃;邓忠华;叶妙元【摘要】为了解决基于 Rogowski线圈的电子式电流互感器(ECT)的相位误差影响测量精度的问题，对电子式电流互感器相位误差的产生原因进行了研究，提出了新的全通型恒时延滤波器移相电路的补偿设计方案，实验结果验证了相位补偿方案的有效性。
%In order to solve the problems of electronic current transformer phase errors affecting the meas-urement accuracy,this paper introduces the principle of electronic current transformer based on Rogowski coil.The cause of phase error in ETC is analyzed.According to the analysis results of different phase com-pensation methods,a new type of all-pass filter phase shifter circuit constant delay compensation design is presented.The experiment results prove the validity of the design.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】电子式电流互感器;Rogowski线圈;相差分析;相位补偿【作者】吴献跃;邓忠华;叶妙元【作者单位】广东理工职业学院，广东广州 511009;广东中钰科技有限公司，广东广州 511400;华中科技大学，湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TM452.93电流互感器是电力系统中电能计量和继电保护设备所依赖的重要信号来源，在新兴的数字化变电站中占有举足轻重的地位。
频率电压转换器
东华大学模电课程设计报告（频率电压转换器）学生姓名：xxxx学号：xxxx班级：xxxx目录目录 ................................................................................................- 2 - 第一章设计指标 (3)1.1 设计指标 .........................................................................- 3 - 第二章系统概述.. (3)2.1设计思想...........................................................................- 3 -2.2各功能的组成...................................................................- 4 -2.3总体工作过程...................................................................- 4 - 第三章单元电路设计与分析 (6)3.1输入信号...........................................................................- 6 -3.2放大电路...........................................................................- 6 -3.3零比较器和方波产生电路 ..............................................- 8 -3.4微分电路........................................................................ - 10 -3.5单稳态电路..................................................................... - 11 -3.6滤波电路........................................................................ - 13 -3.7直流放大电路................................................................ - 14 -3.8调零电路........................................................................ - 15 - 第四章电路的组构与调试.. (16)4.1 遇到的主要问题........................................................... - 16 -4.2 现象记录及原因分析 .................................................. - 16 -4.3 解决措施及效果........................................................... - 17 -4.4 功能的测试方法、步骤、记录的数据 ...................... - 17 - 第五章结束语. (17)第六章器件表 (18)第七章参考文献 (18)附图频率电压转换器总图 (19)第一章设计指标1.1设计指标（1）输入频率为0~10K HZ ，有效值为20mv的交流信号，输出有效值为0~10v的直流信号；（2）输出电压的有效值随输入信号的频率按线性规律变化；（3）输入频率与输出电压的误差在1%内；（4）输入信号是正弦波,方波还是三角波，不影响最后输出结果（5）当输入信号频率为5K时，波纹小于30mv，尖峰小于100mv第二章系统概述2.1设计思想利用施密特触发器和若干电阻电容或其他数字芯片设计合理的电路，使输入的20mv交流电流转化成直流输出。
频率电压变换器实验报告
频率/电压变换器实验报告一：已知条件与技术指标(1) 本次设计函数发生器采用实验台的函数波形发生器。
确定可调范围设在200HZ----2000H z,在调试过程中，挑选中间的几个值进行测试。
(2) F/V变换采用集成块LM331构成的典型电路。
通过参考书和报告上的指导书确定相关参数，测定输出的电压范围。
(3) 反相器采用比例为-1,通过集成芯片OP07实现。
(4) 反相加法器同样用芯片OP07实现，通过调节V R的大小。
使输出的电压在1-5V。
(5) 采用+ -12V电源供电二：电路原理系统构成的主要流程图参考电压V R4、分析并计算主要元件参数值+V C C (1) F/V转换部分：(i)LM331的内部原理图+V C C①脚是输出端（恒流源输出）， ⑥脚为输入端（输入脉冲链）,⑦脚接比较电平. 工作过程及工作波形如图所示:RCCp-ps2/3Vt图5-1-2当输入负脉冲到达时，由于⑥脚电平低于⑦脚电平，所以S=1（高电平）,Q=0（低电平）。
此时放电管T截止，于是C t由V cc经R t充电，其上电压V et按指数规律增大。
与此同时，电流开关S使恒流源I与①脚接通，使C L充电，V CL 按线性增大（因为是恒流源对C L充电）。
经过I.IR t C t的时间，V et增大到2/3V cc时，则R有效（R=1，S=0），Q =0，C t、C L再次充电。
然后，又经过I.IR t C t的时间返回到C t、C L放电。
以后就重复上面的过程，于是在R L上就得到一个直流电压V。
（这与电源的整流滤波原理类似），并且V。
与输入脉冲的重复频率f i成正比。
C L的平均充电电流为i x （I.IR t C t）x f iC L的平均放电电流为V O/R L当C L充放电平均电流平衡时，得：V o=| X Q.IR t C t）x f iX R L式中I是恒流电流，l=1.90V/R S式中1.90V是LM331内部的基准电压（即2脚上的电压）。
用两块IC的频率—电压变换器
用两块IC的频率—电压变换器
华崇良
【期刊名称】《实用影音技术》
【年(卷),期】1995(000)001
【摘要】这里介绍的频率—电压变换器采用了开关电容电压变换器,因此十分简单。
输出电压为:V<sub>OUT</sub>=K×f×R1×C1,式中K=2.44（对LTC1044而言）,f=输入频率。
用±5V电源供给时,最大V<sub>OUT</sub>约为3.4V。
电
源的稳定和旁路极为重要。
采用本电路元件值,当输入频率在0～3.4kHz范围内时,输出信号的变换
【总页数】1页(P63-63)
【作者】华崇良
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TM41
【相关文献】
1.用频率电压变换器测量瞬时频率变化 [J], 林华;齐孝耀
2.VFC32电压—频率,频率—电压变换器 [J], 翟俊祥
3.开关频率可选择的电压变换器——MAX1680／MAX1681应用 [J], 方佩敏
4.高精度工频频率电压变换器 [J], 宋树贵;贾香鸾
5.一种基于频率-电压变换器的高精度时钟振荡器 [J], 易翔;姚若河
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长沙学院
课程设计
题目电压频率变换器
系(部) 电子与通信工程系
专业(班级) 电子信息工程
姓名伍昭华
学号2011026204
指导教师龙英刘亮陈希马凌云起止日期2012-12-24至2012-12-30
模拟电路课程设计任务书（20）
一．设计题目
电压频率变换器的设计
二．技术参数和设计要求
1. 技术参数
（1）设计一种电压/频率变换电路，输入vi为直流信号（控制信号），输出频率为fo的矩形脉冲，且fo∝vi。
（2）vi变化范围为0～10V。
（3）fo变化范围为0～10kHz。
（4）转换精度<1%。
2. 设计要求
（1）画出电路原理图或仿真电路图；
（2）元器件及参数选择；
（3）电路仿真与调试；
（4）PCB文件生成与打印输出；
（5）编写设计报告：包括设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
（6）答辩，在规定时间内完成叙述并回答问题。
三．设计工作量
设计时间一周，2012年下学期进行。
四．工作计划
星期一：布置设计任务，查阅资料；
星期二~星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数；
星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。
五．参考资料
1．彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997；
2．高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005；
3．童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988；
4．康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，第五版
六．指导教师
马凌云
七．系部审批
长沙学院课程设计鉴定表
姓名伍昭华学号2011026204 专
电子信息工程班级电子2班
业
设计题目电压频率变换器指导教师马凌云
指导教师意见：
评定等级：教师签名：日期：
答辩小组意见：
评定等级：答辩小组长签名：日期：
教研室意见：
教研室主任签名：日期：
系（部）意见：
系主任签名：日期：
说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；
目录
1电压/频率变换器的原理及应用 (5)
1.1 课程设计的目的 (5)
1.2 设计要求 (5)
1.3 方案 (5)
1.4 方案选择及所选方案的电路图 (6)
1.5 设计思路 (6)
2.电压频率变换器各单元电路设计 (7)
3 参数设计 (8)
4 元器件清单 (9)
5 电路的调试 (9)
6 仿真结果 (9)
7设计总结与心得 (10)
参考资料 (11)
电压频率变换器的设计
1电压/频率变换器的原理及应用 1.1 课程设计的目的
1）。
掌握运算放大器基本电路的原理，并掌握它们的设计、测量和调整方法； 2）。
培养学生运用课上所学理论来实现电子线路的设计和连接； 3）。
理解电压频率变换器的工作原理。
1.2 设计要求
1）。
根据指标要求，设计积分电路并计算电路的有关参数； 2）。
选择元器件几，画出原理图并计算有关参数；
3）。
vi 变化范围为0～10V ，fo 变化范围为0～10kHz 。
1.3 方案
方案一：核心芯片NE555或电压比较器，积分器采用集成运算放大器和RC 元件构成的反向输入积分器，单稳态触发器采用NE555 定时器构成的单稳电路或电压比较器,电
子开关采用开关三极管接成反向器形式，恒流源电路可采用开关三极管 T ， 稳压二极管Dz 等元件构成。
远离框架图如下：
方案二：直接应用F/V 变换器LM331,其输出与输入的脉冲信号重复频率成正比。
原理框架图如下：
积分器
单稳态触发器或电压比较器
电子开关
恒流源
-输入
比较器
定时比较器
+
+56
7
1
s
Q
T
C t
R t
V C C
2/3V C C
9/10V C C
s
置“1”端
置“0”端
R
R L
C L
-V 0
f i 图5-1-1
+V C C
Q
+
1.4 方案选择及所选方案的电路图
由上两图可知，方案一比方案二要简洁易懂点，所以我选择方案一。
1.5 设计思路
电压/频率变换器的输入信号频率f 与输入电压Vi 的大小成正比，输入控制电压Vi 常为直流电压，也可根据要求选用脉冲信号做为控制电压，其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。
1）积分器
积分器设计积分器采用集成运算放大器和 RC 元件构成的反向输入积分器。
利用
输入电压的大小改变电容的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采用积分器作为输入电路。
积分器的输出信号去控制电压比较器或者单稳态触发器，可得到矩形脉冲输出。
2）单稳态触发器
由555定时器和RC 元件构成的单稳态电路。
根据输出电压得到矩形脉冲信号。
3）电子开关
电子开关采用开关三极管接成反向器形式。
利用三极管的导通截止的条件来控制电容的充放电，来实现脉冲时间的间隔。
4）恒流源
恒流源电路可采用开关三极管 T ， 稳压二极管Dz 等元件构成。
由输出信号电平通过恒流源反馈的方式来控制积分电容的恒流放电，当电容放电到某一值域时，电容再次充电。
1.6方案一的电路图如下：
2.1积分器设计积分器采用集成运算放大器和RC 元件构成的反向输入积分器。
2.2单稳态触发器的设计：由555定时器和RC元件构成的单稳态电路。
2.3电子开关的设计：电子开关采用开关三极管接成反向器形式。
2.4恒流源的设计：
3 参数设计
根据题目要求结合电路图，输入与输出关系Vi∝f0，题目要求输入电压的范围为1~10V，而输出频率要求为1~10KHZ，所以该VFC 电路需有1khz/v 的换系数。
输入有信号电压Vin 时，积分电
容充电，积分器输出下降，当降至触发器的触发电平（〈1/3Vcc），555 置位，使得积分电容通过恒流源反向充电，当积分电容电压上升到2/3Vcc 时，又使555 复位，积分电容又开始充电，从而形成振荡。
因为单稳态电路的充电时间tw=1.1R6*C2,选取R6 为43k,C3 为1nf，确定充电时间约为
0.05ms。
根据所采用的恒流源电路及参数设置以及输入电压与输出频率的关系，可确定恒流源对积分电容反向充电时间，从而确定C1=10nf，R1=39K。
4 元器件清单
器件型号数目器件型号数目
电阻39k 1 电阻15k 2
电阻10k 3 电阻4k 1
电阻43k 1 电阻 6.2k 1
电容10nf 1 电容1nf 2
二极管1N3912 5 稳压管1N5221B 1
运算放大器741 1 NPN三极管2N2222A 2
555定时器555-VIRTUAL 1 电源12V 1
电源-12V 1
5 电路的调试
要求中提示输入电压为0~10V,输出信号为0~10kHz，根据公式
F=[R9/(R1tRz)]V
如果输出波形与输入电压不成线性关系，则可以调试R9的大小来使得输出信号与输入电压呈线性关系输出。
6 仿真结果
当输入电压为1V时
当输入电压为5V时
当输入电压为7V时
7设计总结与心得
电压/频率(U/F) 变换电路是将模拟电压信号转换成频率信号。
由于U/F 变换本身是一积分过程,其变换结果送给计算机是可采用简单的光电耦合,因而具有较强的抗干扰能力。
U/F变换电路与计算机的接口比较简单，要求中提示转换精度<1%,而此转换精度和线性度也比较好。
在这一个星期里，我大部分时间都在查看资料，这才发现原来一个看似简单的任务也不可小瞧了。
如果我想完全熟练地掌握电压频率变换器的原理，还是要花这么多的时间去消化。
在这次设计中，我发现自己有很多的不足之处，对一些知识点掌握的不是很牢固，所以，我应该在多花点时间来消化电路知识点。
通过这次的课程设计，我更进一步的了解了一些电子产品的知识，了解了一些电子路线的连接的分析，大大的提高了我对电子产品的兴趣，我相信这次的课程设计对我今后的专业学习会有很大的帮助。
参考资料
高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005；
童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988；
康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，第五版
阎石.《数字电子基础》[M]（第4版）.西安：电子科技大学出版社,2001.3.
汪慧,王志华编纂.《电子电路的计算机辅助分析与设计方法》[M].北京：清华大学出版社,1996.8.。