模电课程教学设计(电压频率转换电路)
模拟电子技术课程设计——频率、电压转换电路的设计
淮海工学院课程设计报告书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：频率/电压转换电路的设计系（院）：电子工程学院学期：12-13-1专业班级：电子112姓名：冒佳卫学号：20111206491 引言本设计实验要求对函数发生器、比较器、F/V变换器LM331、反相器和反相加法器的主要性能和应用有所了解，要能掌握其使用方法。
同时要了解它们的设计原理。
本设计实验要求我们要灵活运用所学知识，对设计电路的理论值进行计算得到理论数据，在与实验结果进行比较。
1.1 设计目的当正弦波信号的频率f i在200Hz~2kHz范围内变化时,对应输出的直流电压V i在1~5V范围内线形变化。
1.2 设计内容设计一个频率/电压转换电路，将给定的正弦波信号的频率转化成相对应的直流电压。
设计的各部分包括：比较器、F/V转换器、反相器、反相加法器。
1.3 主要技术要求（1）输入为正弦波频率200—2000Hz; 输出为电压1—5V；（2）正弦波信号源采用函数波形发生器的输出；（3）采用±12V电源供电。
2 频率/电压转换器的总体框图设计=1~5V函数波形发生器输出的正弦波比较器变换成方波。
方波经F/V变换器变换成直流电压。
直流正电压经反相器变成负电压，再与参考电压V R通过反相加法器得到V o3 频率/电压转换器的功能模块设计3.1 函数信号发生器ICL8038芯片介绍3.1.1 ICL8038作用ICL 8038 是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部元件就能产生从 0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。
另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。
3.1.2 ICL8038管脚介绍图 2 ICL8038表1 引脚功能介绍3.2 比较器电路的设计过零比较器的原理过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。
电压频率转换课程设计
目录第一章设计指标 (1)设计指标 (1)第二章设计方案及方案确定 (1)2.1设计思想 (1)2.2各功能的组成及原理分析 (1)2.3总体工作过程................................................,,,,,,,,,,,,, 13 第三章电路的组构与调试. (15)3.1 遇到的主要问题 (15)3.2 现象记录及原因分析 (15)3.3 解决措施........... .. (16)3.4 电路的检测 (16)第四章结束语 (17)心得与体会 (17)参考文献 (19)器件表 (19)附图(电路总图) (20)小信号(100mv)电压/频率变换第一章设计指标【设计指标】1.设计内容：小信号（100mv）v/f变换2.设计要求：1）输入0～100mv小信号电压线性变换成0～10KHz频率输出；2）设计精度1‰，既误差不超过10Hz；3）输出波形（脉冲波），脉冲宽度tw=20～40μs。
第二章设计方案及方案确定2.1设计思想输入为0～100mv的小信号线性转换成0～10KHz的输出频率，可先将0～100mv的小信号电压线性转换成0～10v的电压输出，然后再将其转换成0～10KHz的频率输出。
2.2各功能的组成及原理分析1. 0～100mv电压输出电源电压输出为12V，要产生0～100mv的电压，需要一个有固定阻值的电阻和一个滑动变阻器进行分压以调节电压输出。
通过调节滑动变阻器的阻值来改变输出电压（滑动变阻器两端的电压）。
当滑动变阻器的阻值为0Ω时，滑动变阻器两端的电压为0V,当滑动变阻器的阻值为1KΩ时，滑动变阻器两端的电压为100mv。
电阻选择：110KΩ电阻一个，9.1KΩ电阻一个，1KΩ滑动变阻器一个。
滑动变阻器两端电压为输出电压。
电路连接如图一所示。
110k9.1k_LIN50%图1 分压电路产生0～100mv电压2.电压放大1）仪表放大器的特点在测量系统中，通常被测物理量均通过传感器转换为电信号，然后进行放大。
模电课设频率-电压转换器电路
目录一.电路设计 (1)1.1设计方案选择 (1)1.2电路主要框图 (1)1.3设计 (1)1.4电路原理 (2)二.部分电路设计 (2)2.1比较器 (2)2.2频率-电压转化器 (4)2.3反相器 (7)2.4反相加法器 (8)3........................................................................................................................................... 总体电路图 .. (10)4........................................................................................................................................... 测试数据 (11)5........................................................................................................................................... 心得体会及问题 (11)5.1心得 (11)5.2问题及不足 (12)6........................................................................................................................................... 元件清单 (13)7........................................................................................................................................... 所用器件介绍. (13)7.1 比较器LM339 (13)7.2F/V 转换器LM331 (16)7.3反相器/反相加法器OP07 (18).电路设计1.1设计方案选择本组本次设计共有两个供选方案。
模电课程设计 电压频率变换器(DOC)
模拟电子技术基础题目名称：电压/频率变换器班级：姓名：学号：完成日期： 2011-6-10摘要本实验是对信号的产生、处理及变换功能电路的设计，在实际生产和操作中有这应用广泛。
本设计是主要针对的是模拟电子技术课程的设计，具有可操作性和应用性，学生能够独立完成。
电路信号的转换已经在电子领域中广泛应用，如：采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）变换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。
可以从本实验中学习到更多的电路设计的方法，激发学生的设计兴趣和激情，为以后的学习和工作打下良好大的基础。
而V/f（电压/频率）转换器便是本实验的主要内容。
目录一. 设计任务二. 简略设计方案三. 电路构成和部分参数计算1．积分电路2．单稳态触发器电路3. 电子开关电路图4．恒流源电路的设计四．总原理图和元器件清单1.总原理图2.元件清单五．基本计算与仿真调试分析1.基本计算2.仿真结果六．PCB仿真图七. 设计总结八．参考文献一、设计任务1.设计一种电压/频率变换电路，输入υI为直流电压（控制信号），输出频率为ƒO的矩形脉冲，且fυI。
O2.υI变化范围：0～10V。
3.ƒO变化范围：0～10kHz4.转换精度<1% 。
二、设计方案可知电路主要是由积分器、单稳态触发器、电子开关和恒流源电三、电路构成和部分参数计算1.、积分电路：积分电路采用集成运算放大器和RC元件构成反向输入积分器。
电路图如下：2、单稳态触发器电路单稳态触发器由555定时器构成，单稳态触发器具有下列特点：第一、它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二、在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三、暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定的状态。
暂稳状态时间的长短，与触发器脉冲无关，仅决定于电路本身的参数或者电路阀值电压以外接R、C参数有关，单稳态触发器输出脉冲宽度t W仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节t W。
电流电压转换电路模拟电路课程设计
电流电压转换电路模拟电路课程设计Last updated on the afternoon of January 3, 2021电流/电压转换电路一． 实验目的掌握工业控制中标准电流信号转换成电压信号的电流/电压变换器的设计与调试。
二． 实验原理在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA ，为此，常要先将其转换成±10V ；的电压信号，以便送给各类设备进行处理。
这种转换电路以4mA 为满量程的0%对应-10V ；12mA 为50%对应0V ；20mA 为100%对应+10V 。
参考电路见图3-20-1所示。
图中A 1运放采用差动输入，其转换电压用电阻R 1两端接电流环两端，阻值用500Ω，可由二只1K Ω电阻并联实现。
这样输入电流4mA 对应电压2V ，输入电流20mA 对应电压10V 。
A 1设计增益为1，对应输出电压为-2V~-10V 。
故要求电阻R 2,R 3,R 4和R 5+R W 阻值相等。
这里选R 2=R 3=R 4=10K Ω；选R 5=Ω，R W1=2K Ω。
R w1是用于调整由于电阻元件不对称造成的误差，使输出电压对应在-2V~-10V 。
变化范围为-2-（-10）=8V.而最终输出应为-10V~+10V ，变化范围10V-(-10V)=20V ，故A 2级增益为20V/8V=倍，又输入电流为12mA 时，A 1输出电压为-12mA×=-6V.此时要求A 2输出为0V 。
故在A 2反相输入端加入一个+6V 的直流电压，使A 2输出为0。
A 2运放采用反相加法器，增益为倍。
取R 6=R 7=10KΩ，R 9=22KΩ，R W2=5KΩ，R 8=R 6ΩK 71.0=1.3+52.612=I +I V V 12=R 3RW Z Z 10中12V 为电路工作电压。
R W2用于设置改变增益或变换的斜率(4mA为-10V，20mA为+10)，通过调整R W2使变换电路输出满足设计要求。
模拟电路之电压频率转换
模拟电路课程设计报告设计课题：电压频率转换专业班级：09电气技术教育学生姓名：易群学号：090805031指导教师：曾祥华设计时间：2011/1/10（以上小二号、行距40磅）电压频率转换一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证(一)电源部分单相电压经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压，变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，再通过低通滤波电路滤波，减小电压的脉动，使输出电压平滑，但由于电网电压波动或负载变化时，其平均值也将随之变化，则在滤波电路后接个稳压电路，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
在此次设计中则用220v、50Hz的交流电通过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路利用桥式整流电路实现正、负12V直流电压。
方框图如下：原理：图 10.1.1 直流稳压电源的方框图电网电压直流稳压电源通过变压器、整流、滤波、稳压来实现。
1）通过电源变压器降压后，再对220V 、50Hz 的交流电压进行处理，变压器副边电压有效值决定于后面电路的输出电压。
2)变压器副边电压通过整流电路将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，一般整流电路用单相半波整流和单相桥式整流，但单相半波电路仅试用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合，所以此次采用单相桥式整流电路。
3）经过整流电路的电压仍含有交流分量，再为了减小电压的脉动，则接一滤波电路，输出电压平稳。
图如下：4）交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流成分较小的直流电压，但是当电网波动或者负载变化时，它的值也会变动，则通过稳压电路使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而得到更好的稳定行。
模电课程设计(电压频率转换电路)
电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。
方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。
方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。
三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。
为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。
模电课程设计(电压频率转换电路)
电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。
方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。
方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。
三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。
为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。
模电教学设计
模电教学设计模拟电路在电气工程领域中起着重要的作用，因此模拟电路必须作为电气工程学生的基础课之一。
针对大学本科电气专业中的模拟电路课程，本篇教学设计从三个方面进行探讨：教学目标、教学内容和教学方法。
教学目标本教学设计的重点是培养学生理解和掌握基本的模拟电路原理和技术。
目标如下：1. 理解电路元件，电源和信号源的概念，并能正确使用电路符号和图法来表示和分析电路。
2. 理解模拟电路的基本组成部分和其功能，掌握基本模电电路的设计和分析方法。
3. 熟悉常用的模拟电路元器件特性，包括二极管、晶体管、放大器等。
4. 熟悉操作仪器的基本功能和使用方法，如万用表、示波器等。
5. 能够实际设计和调试模拟电路，解决模电电路中出现的问题。
教学内容1. 电路基础知识：讲解电路基本概念、符号和电路图法，并介绍常见的电源和信号源。
2. 二极管和晶体管：讲解二极管和晶体管的基本原理、特性曲线和基本电路，包括BJT共集、共发、共基三种基本放大电路，MOSFET共源、共漏、共栅三种基本放大电路。
3. 放大器：介绍放大器的基本工作原理、特点、分类以及放大器的电压增益、带宽等基本性能指标。
同时，讲解常见的放大器电路，如差模放大器、运放、多级放大器等。
4. 滤波电路：包括低通、高通、带通、带阻等基础滤波电路的设计和分析，以及滤波器参数计算，如截止频率等。
5. 整流电路和稳压电路：介绍整流电路和稳压电路的基本原理、构成和应用，包括半波整流、全波整流、电容滤波整流等电路。
教学方法在理论讲授方面，采用板书、幻灯片等多种方式展示电路符号、公式推导和电路分析方法。
在电路实验方面，可以采用仿真软件进行模拟实验，也可以使用实物电路进行实验操作。
需要注意的是，任何实验操作都应以安全为前提，遵守相关操作规范。
教师应及时纠正学生错误，帮助学生解决实验中遇到的困难。
在选取教材时，可以选择多本模拟电路教材进行参考，更好的设计教材结构、内容和实验。
此外，可以让学生自主寻找与电路相关的科技文章、研究成果等，鼓励学生主动学习与实践。
电压频率转换器设计(含电路图)中北大学课程设计
中北大学课程设计任务书2010/2011学年第1学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：电子电路综合实践电压/频率器设计起迄日期：2010年12月27日～2011年1月8日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期:2010年12月27日课程设计任务书1．设计目的：针对电子线路课程要求，对设计者进行实用型电子线路设计、仿真测试等各环节的综合性训练，培养设计者运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。
设计者必须独立完成一个选题的设计任务。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计内容:设计制作一个峰值检测系统，1.技术指标:(1).设计V/F变换器。
输出直流V I，输出额定频率为f o的矩形波，且f o∝V I；(2).V I变化范围：0∽10V；(3).f o变化范围：0∽10kHz；(4).转换精度<1%。
2.设计要求：(1).要求计算参数；(2).画出完整的电路图,写出设计总结报告。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1电路原理图；2器件的工作原理和应用，仿真结果；3课程设计说明书；4PROTEL应用的基本知识。
课程设计任务书2010年12月27日~2010年12月28日：查资料；2010年12月29日~2010年12月30日：在指导教师指导下设计方案；2010年12月31日~2011年1月5日：学生完成实验，指导教师辅导；2011年1月5日~2011年1月6日：完成课程设计说明书；2011年1月7日：答辩。
系主任审查意见：签字：年月日设计说明书应包括以下主要内容：（1）封面：课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间（2）设计任务书（3）目录（4）设计方案简介（5）设计条件及主要参数表（6）设计主要参数计算（7）设计结果（8）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会（9）参考文献目录第一章电压/频率变换器的设计方案简介 (7)1.1实验目的及应用意义 (7)1.2设计思路 (7)1.3原理框图设计 (7)1.4电路图 (8)第二章电压频率变换器各单元电路设计 (9)2.1积分器设计 (9)2.2单稳态触发器设计 (9)2.3电子开关设计 (10)2.4恒流源电路设计..........................................................................................,..10第三章理论计算 (11)3.1元件清单 (11)3.2基本计算 (11)第四章实验结果 (12)第五章设计总结及心得体会 (13)第六章参考文献 (14)第一章电压/频率变换器的设计方案简介1.1实验目的及应用意义1．学习简单积分电路的设计与由555定时器组成的单稳态触发器。
CAD课程设计--电压频率变换器
2011 ~ 2012 学年第二学期《电压频率变换器》课程设计报告题目电压/频率变换器专业：班级：姓名：指导教师：电气工程系2012年6月6日任务书摘要Protel系列电子设计软件在CAD行业中，特别是在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计领域具有多年发展历史的设计软件。
由于功能强大，界面友好，操作简便实用，问世以后很快被广大电子设计工程师所接受和熟悉，并成为发展最快、应用最广的CAD 软件之一。
电压控制频率应用于振荡电路有很大的发展，在电压控制振荡电路中除了与PLL频率合成器组成频率可变范围较少的VCO以外，还有与控制电压准确成比例而频率变化范围较宽的VCO，这称为电压-频率（V/F）转换器或函数发生器。
另一方面，频率信号抗干扰性好，便于远距离传输，可以调制在射频信号上进行无线传输，也可调制成光脉冲用光纤传送，不受电磁场影响。
由于这些优点，在一些非快速而又远距离的测量中，如果传感器输出是电压信号，愈来愈趋向于使用电压/频率转换器，把传感器输出的信号转换成频率信号。
本次课程设计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，可以得到矩形脉冲输出，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，当电容放电到某一阈值时，电容C再次充电，由此实现VI控制电容充电放电速度，即控制输出脉冲频率。
关键词: V/F转换;Protel DXP.第一章电压/频率变换器的原理1.1设计原理电压/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作为控制电压，其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。
本设计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，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，当电容放电到某一阈值时，电容C再次充电。
电压频率和频率电压转换电路的设计
电压频率和频率电压转换电路的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN设计一个V/F转换器，研究其产生的输出电压的频率随输入电压幅度的变化关系。
1 绪论（1）电压/频率转换即v/f转换，是将一定的输入信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。
它的功能是将输入直流电压转换频率与其数值成正比的输出电压，故也称电压控制振荡电路。
如果任何一个物理量通过传感器转换成电信号后，以预处理变换为合适的电压信号，然后去控制压控振荡电路，再用压控振荡电路的输出驱动计数器，使之在一定时间间隔内记录矩形波个数，并用数码显示，那么可以得到该物理量的数字式测量仪表。
图1 数字测量仪表电压/频率电路是一种模/数转换电路，它应用于模/数转换，调频，遥控遥测等各种设备。
（2）F/V转换电路F/V转换电路的任务是把频率变化信号转换成按比例变化的电压信号。
这种电路主要包括电平比较器、单稳态触发器、低通滤波器等电路。
它有通用运放F/V转换电路和集成F/V转换器两种类型。
设计要求设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波的电路,要求包括：积分器；电压比较器和一个将给定频率的矩形波转换为直流电压的电路，要求包括：过零比较器、单稳态触发器、低通滤波器等。
设计指标(1）输入为直流电压0-10V，输出为f=0-500Hz的矩形波。
（2）输入ui是0~10KHZ的峰-峰值为5V的方波，输出uo为0~10V的直流电压。
2 设计内容总体框图设计2．1 V/F转换电路的设计2.1.1 工作原理及过程积分器和滞回比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图 2所示，比较器输出的矩形波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成矩形波，这样便可构成三角波，矩形波发生器。
由于采用集成运放组成的积分电路，因此可以实现恒流充电，能够得到比较理想的矩形波。
通过分析可知，矩形波幅值大小由稳压管的稳定电压值决定，即方波的幅值OLM Z V V =± 。
电压频率转换电路的设计
模拟电路课程设计报告——频率/电压变换器课程名称：模拟电子技术课程设计题目：电压/频率转换电路的设计系（院）：自动化学院专业：自动化专业班级：0311102姓名：xxx学号：xxx时间：2013-06目录评语：成绩：签名：日期：1.题目--------------------------------------------------------- 32. 引言-------------------------------------------------------33. 系统设计原理内容及要求----------------------------33.1 设计目的--------------------------------------------------33.2 设计要求-------------------------------------------------33.3 系统设计原理及内容----------------------------------33.3.2设计思想------------------------------------------33.3.2 频率/电压转换器原理框图--------------------43.3.3 各模块方案设计---------------------------------41. 三角波发生器原理--------------------------------------42. LM331原理---------------------------------------------53. 反向器原理----------------------------------------------94. 反向加法器原理----------------------------------------11 3.4测试与调整-----------------------------123.4.1调试及测量步骤--------------------123.4.2原始数据及处理--------------------123.4.3故障分析--------------------------133.4.4误差分析--------------------------134. 总结--------------------------------------------------------134.1 思考题--------------------------------------------- 134.2 课设总结------------------------------------------ 135. 参考文献--------------------------------------------------141题目：模拟电路课程设计报告2引言：本课题介绍一种频率/电压转换器的设计方法，通过本课题熟悉频率/电压变换器LM331的主要性能和典型应用，掌握运放基本电路的原理，并掌握电路的基本设计，测量和调试方法。
模电课程设计电压频率转换电路
电压一频率转换电路设计课题：电压一频率转换电路专业班级：_________学生姓名：____________________学号：_______________________指导教师：________________设计时间： __________________题目电压一频率转换电路、设计任务与要求1. 将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
2. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（土12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压一频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。
方案一、采用电荷平衡式电路输入电压、积分器、滞回比较器，输入原理图:方案二、米用复位式电路输入电压 '积分器 '单限比较器，输出原理图:通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压一频率的转换。
方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。
三、单元电路设计与参数计算1、电源部分:图1电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。
为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
取值为：变压器：规格220V~15V 整流用的二极管：1N4007 C4、C3: 0.22ufC7、C8：220uf 整流芯片：LM7812、LM7912 电解电容：C1、C2：3300uf C6、C5：0.47uf发光二极管上的R：1K QD51N40072、电压一频率转换部分:①积分器：在电路中，由于集成运放的同相输入端通过 R3接地，屮二小二。
电压—频率转换电路
模拟电路课程设计报告设计课题：电压/频率转换电路专业班级：09电信本学生：赖新学号：090802016指导教师：曾祥华设计时间：二0一一年一月一日目录一、设计任务与要求二、方案设计与论证1、方案一：电荷平衡式电路2、方案二：复位式电路三、单元电路设计与参数计算1、±12V直流稳压电源2、积分器3、滞回比较器四、总原理图及元器件清单五、安装与调试六、性能测试与分析1、直流源的性能测试与分析2、电压—频率转换电路的性能测试与分析七、结论与心得八、参考文献附：物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表电压/频率转换电路一、设计任务与要求①将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
②用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证电压-频率转换电路（VFC）的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，故也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。
通常，它的输出是矩形波。
方案一、电荷平衡式电路：如图所示为电荷平衡式电压-频率转换电路的原理框图。
电路组成：积分器和滞回比较器，S为电子开关，受输出电压uO的控制。
设uI<0，；uO的高电平为UOH，uO的低电平为UOL；当uO=UOH时，S闭合，当uO=UOL时，S断开。
当uO=UOL时，S断开，积分器对输入电流iI积分，且iI=uI/R，uO1随时间逐渐上升；当增大到一定数值时，从UOL跃变为UOH，使S闭合，积分器对恒流源电流I与iI的差值积分，且I与iI的差值近似为I，uO1随时间下降；因为，所以uO1下降速度远大于其上升速度；当uO1减小到一定数值时，uO从UOH 跃变为UOL回到初态，电路重复上述过程，产生自激振荡，波形如图(b)所示。
由于T1>>T2，振荡周期T≈T1。
电压频率和频率电压转换电路的设计讲解
设计一个V/F转换器，研究其产生的输出电压的频率随输入电压幅度的变化关系。
1 绪论（1）电压/频率转换即v/f转换，是将一定的输入信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。
它的功能是将输入直流电压转换频率与其数值成正比的输出电压，故也称电压控制振荡电路。
如果任何一个物理量通过传感器转换成电信号后，以预处理变换为合适的电压信号，然后去控制压控振荡电路，再用压控振荡电路的输出驱动计数器，使之在一定时间间隔内记录矩形波个数，并用数码显示，那么可以得到该物理量的数字式测量仪表。
图1 数字测量仪表电压/频率电路是一种模/数转换电路，它应用于模/数转换，调频，遥控遥测等各种设备。
（2）F/V转换电路F/V转换电路的任务是把频率变化信号转换成按比例变化的电压信号。
这种电路主要包括电平比较器、单稳态触发器、低通滤波器等电路。
它有通用运放F/V转换电路和集成F/V转换器两种类型。
1.1设计要求设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波的电路,要求包括：积分器；电压比较器和一个将给定频率的矩形波转换为直流电压的电路，要求包括：过零比较器、单稳态触发器、低通滤波器等。
1.2 设计指标(1）输入为直流电压0-10V，输出为f=0-500Hz的矩形波。
（2）输入ui是0~10KHZ的峰-峰值为5V的方波，输出uo为0~10V的直流电压。
2 设计内容总体框图设计2．1 V/F转换电路的设计2.1.1 工作原理及过程积分器和滞回比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图 2所示，比较器输出的矩形波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成矩形波，这样便可构成三角波，矩形波发生器。
由于采用集成运放组成的积分电路，因此可以实现恒流充电，能够得到比较理想的矩形波。
通过分析可知，矩形波幅值大小由稳压管的稳定电压值决定，即方波的幅值OLM Z V V =± 。
矩形波的振荡频率 2.1.2 模块功能积分器：积分电路可以完成对输入电压的积分运算，即输入电压与输出电压的积分成正比。
模电课设电压频率变换器
辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电压/频率变换器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要电压/频率变换器是一种实现模数转换功能的器件，它能够将将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率又能够满足与输入电压的大小成正比的关系。
在现实生活中，电压/频率变换器常用于实现远距离传输，并将其与单片机的计数器接口相组合，实现AD转换。
本次我设计的电压/频率变换器由积分器，滞回电压比较器，电子开关，直流稳压电源四部分组成。
其中积分器用于产生模拟连续电压量，滞回电压比较器用于将模拟连续电压量转换为离散的脉冲信号，电子开关用于控制滞回电压比较器的工作状态，直流稳压电源用于供电。
经过仿真软件MULTISIM的验证，这次的我所设计的电压/频率变换器基本满足设计要求。
但由于具体特定元件的缺失以及其他原因，经过焊接与调试后，并没有得出具体的实测数据。
关键词：AD转换；积分器；滞回电压比较器目录第1章绪论 (1)1.1 电压/频率变换器概况 (1)1.2本文研究内容 (1)1.3总体设计方案以及论证 (2)第2章电压/频率变换器分电路设计及仿真演示 (4)2.1电压/频率变换器分电路设计 (4)2.1.1电压/频率变换器积分器设计 (4)2.1.2电压/频率变换器电压比较器的设计 (5)2.1.3电压/频率转换器电子开关设计 (6)2.1.4电压/频率变换器直流稳压电源设计 (7)2.2元器件型号选择 (7)2.3 MULTISIM仿真 (8)第3章实物的焊接与调试 (10)第4章课程设计总结 (14)参考文献 (16)附录1：总电路原理图 (17)附录2：元器件清单 (18)第1章 绪论1.1 电压/频率变换器概况电压/频率变换器VFC （ V oltage Frequency Converter ）是一种实现模数转换功能的器件，将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比。
模电课程设计(电流电压(IV)转换器的制作与调试)
第一章电流/电压（I/V）转换器的制作与调试1.1设计任务1、将0~10毫安电流信号转换成0~10伏电压信号。
2、分析电路工作过程，了解各元件功能。
3、完成制作与调试。
1.2 总体设计方案电流信号Ii流过电阻R，在电阻R两端产生电压U，运放741对U进行差动放大，使输出电压在一定范围内变化。
接-15V的可调电阻是调零用的，以消除电路的零点误差。
另一个可调电阻是调满度（调放大倍数）用的。
1.3系统分析与设计将输入电流信号转变为电压信号，输入电流Ii使R两端产生一定的压降U，然后由运算放大器集成芯片741实现电压放大，从而完成电流到电压的转换。
差动比例反向端加上电压并联负反馈。
电压并联负反馈电路常用于输入为高内阻的电流源信号，而要求输出为低内阻的电压信号，所以常用于电流-电压变换器。
接-15V的电压，经过电位器W1对整个电路进行调零，消除零点误差。
调零后，调节电位器W2对差动放大比例进行调节，使输出电压在0~10V，将0~10mA电流转化成0~10V电压。
1.4元器件清单、仪器仪表清单、总电路图1.4.1 明确设计电路，选择仪器，仪表表1-1 仪器仪表清单表1-2 元器件清单1.4.2确定总电路图电路采用集成运算放大器的深度负反馈电路。
电路原理图如图1-1所示。
图1-1电流/电压（I/V）转换器电路图1.5系统安装、调试与参数测量1.5.1 系统安装1、根据电路图1-1，在电路板上连接实物。
2、准备焊接工具，摆放材料。
3、根据电路图布线，焊接（防止虚焊，漏焊）。
4、接线时注意，放大器7引脚接+15V，4引脚接-15V，电位器接地线注意连接时不出错，调零时注意可变电阻电位器的调试，不要将器件调坏，连接时注意电阻阻值，严格按照电路图连接。
5、测试是否成功，并检测试验参数。
1.5.2 系统调试电路的调试：首先进行运放的调零，将输入信号接地，调节电位器W1使得输出也为零，改变输入电流的值，观察输出电压随输入的变化而变化，说明电路正常工作，由原理知，输出电压的大小与反馈电阻和输入平衡电阻有关，由于输入输出有一定的范围控制，在理论与实际相结合的情况下分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。
2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。
（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。
方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。
方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。
三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。
直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。
变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。
为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。
稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。
取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。
电容C 中电流等于电阻R 中的电流Ru iiI R C==输出电压与电容上电压的关系为u uC -=0而电容上电压等于其电流的积分，故d u d i u tIi t C RC C ⎰⎰-=-=110 ○2滞回比较器：图 2—2—（a ） 滞回比较器图2—2—（b ）电压传输特性从集成运放输出端的限幅电路可以看出,u u Z ±=0，集成运放反相输入端电位u uI N=，同相输入端电位U R R RuZ P•+=211令u u P N =，求出的u I 就是阈值电压，因此得出 U R R Ru Z T •+±=±211○3电压—频率转换：U1UA741CD3247651U2UA741CD3247651R110k¦¸C21uFR210k¦¸R410k¦¸R51k¦¸R61k¦¸R710k¦¸D11N4007V112 VV212 V2V312 VV412 V15678910V512 V413XSC1A BExt Trig++__+_3XMM1 0D21N5234BD31N5234B12015图2—2—（C）电压—频率转换原理图图 3 —（b ） 电压—频率转换波形分析图3—（c ） 仿真图图（a ）所示电路中，滞回比较器的阈值电压为 U RR u Z T •±=±47在图（b ）波形中的T 2时间段，u 01是对u I 线性积分，其起始值为-u T ，终了值为+u T ，因而T 2应满足 U T u R U T I T C-•⋅-=211解得uU RR R T IZ C•=41722 当R R W 3>>时，振荡周期TT 2≈,故振荡频率u UR R R TI ZC f •=≈174221所以取值为：R1=10k ΩR2=10k ΩR4=10k ΩR7=10k ΩR5=1k ΩR6=1k ΩF Cμ12=四、总原理图及元器件清单1总原理图图（1） 电源原理图图（2）电压—频率转换原理图2．元件清单五、安装与调试首先先做电源，按照电源的原理图焊接电路板，在焊接的过程中，要注意不要虚焊，漏焊，二极管的导通方向和电容的正负极不要接反，稳压芯片LM7812是1脚输入，2脚接地，3脚输出，稳压芯片LM7912是1脚接地，2脚输入，3脚输出，注意焊接时不要接错。
焊接电容时速度要尽量快一些，因为实间过长电容容易烧坏，然后进入实验室调试，测出其正电源输出为+12V，而负电源电压为-12.3V，虽然有一些误差，但是在允许的范围内，调试完毕，电源部分完成。
再按照电压—频率的原理图焊接电路板，在焊接的过程中也是要注意不要虚焊漏焊，电容和二极管不要接错，两个稳压二极管串联且方向相反，注意uA741的脚，2号为反相输入端，3号为同相输入端，6号为输出端，4号接负电源，7号接正电源，1号、5号和8号脚虽然没有外接，也要焊。
然后进入实验室进行调试，其波形输出频率不稳定，经过讨论和分析，检查焊接电路没有问题，后来发现稳压管的稳压值太大，可能是导致不稳定的原因，就换了一个小一点的稳压管，再次进行调试，这一次稳定了，u01输出为三角波u0输出为矩形波，调试完毕。
六、性能测试与分析1、测试过程：先连接好电路，将示波器分别接到u01和u0处，调节，使其u01输出波形为三角波u0输出波形为方波，在输入端输入不同值的直流电压，在其波形不失真的情况下，选择10组电压值，用函数发生器测出其输出的频率值，并记录。
2、数据处理：电源：输入 输出 电压差○1、副边电压： 15.V 15.1V 31V ○2、7812 ： 20.5V 12V 8.5V ○3、7912 ： -20.5V -12.5V -8V ○4、 正电压 ： +12V 负电压 ：-12.3V 相对误差：○1、 输入电压：%67.0%10015151.15=⨯- 输出电压： %33.3%100303031=⨯-○2、 电压差：0%1005.85.8125.20=⨯-- ○3、 电压差：0%1008)8()5.12(5.20=⨯------ ○4、 正电压： 0%100121212=⨯- 负电压： %5.2%10012)12(3.12=⨯----3、误差分析：○1、电源的12v不是很对称；○2、元件标出的数值和其本身的数值有差异；○3、集成运放不是理想运放；○4、直流电压源带负载能力差；○5、读数时产生的人为误差，如读数不准确不精确。
4、实验结论：○1、积分器和滞回比较器组成的电路可以实现电压—频率的转换；○2、频率f和输入电压u I成正比，即当u I增大时f增大，u I减小时f 减小。
七、结论与心得通过做此次的课程设计，让我了解了很多，增加了我的动手实践能力，真正的做到了学以致用。
首先是先理解题目要求，通过和同学讨论，查阅书籍等，作为参考，确定方案并设计出了电路图，在焊接电路板时，要注意不要虚焊，漏焊等，这是很重要的一步，因为接下来的实验是否成功，焊接的电路板起着很大的作用。
在调试的时候，并没有达到预期的效果，没有出现理论的结果，这个时候要细心的检查故障，弄清楚到底是哪里的问题，而不是着急和烦躁，越是那样越不容易检查出错误在哪里。
在实验的过程中，存在很多误差，理论和实践有着很大的区别，理论上能够实现，但实际上不一定能实现，要考虑到元件、器材等带来的误差，要多方面考虑，来完成实验。
遇到问题要多思考，结合课本和所学的知识来进行更改调试，通过自己动手调试，加深了印象，使我对课本上的理论知识有了更深一步的理解，也让我知道自己在实践方面有很多的不足，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多课本上学不到的知识，让我懂得了理论与实际相结合时很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的知识与实践结合起来，才能真正的提高自己的实际动手能力和独立思考能力，总而言之，这次的课程设计，对我来说很有意义。
八、参考文献模拟电子技术基础清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编。