伏频转换电路的应用

电压+频率转换器BG382的原理及应用

电压/频率转换器BG382的原理及应用1 概述在利用单片机设计的自动测量和控制系统中，经常要将电压信号转换为频率信号或将频率信号转换成电压信号。

这里要介绍的V/F和F/V转换器件BG382就可实现电压和频率的相互转换，而且具有较高的精度、线性和积分输入特性，利用它可以抑制串扰干扰。

如果将其输出的信号调制成射频信号或光脉冲，还可在不受电磁影响的情况下进行无线或光纤等远距离通信传输。

2 BG382的封装及引脚图1所示是BG382的外型封装形式。

其引脚及功能如表1所列。

表1 BG382的引脚功能3 BG382的V/F和F/V转换3．1 V/F转换电路图2所示是由BG382组成的简单V/F变换器，其输入为10mV~10V，输出为10Hz~1 0kHz，满刻度线性精度的典型值为±0.5%。

影响上面电路线性精度的原因是恒流源1端的电压会随输入端输入电压的变化而变化，从而使恒流源的性能变差，Io约为137μA。

如果输入电压由10mV变为10V，由此所引起的Io变化约为1μA，即对Io的影响为1/137。

而Io的变化将影响输出频率的变化，从而使线性精度的曲线上端向上翘；另外，由于集成电路内比较器的输入端，即6、7脚存在失调现象，影响了线性精度的低端；同时由于比较器的增益较低，也影响了其灵敏度，增大了误差。

以上电路仅适用于精度要求不高方面的应用，图3所示是由BG382组成的高精度V/F 转换电路，其精度可达±0.05%，该电路采用了由运放BG305和积分电容C1组成的有源积分电路，这个积分电路将负载输入电压变为正斜坡电压，当积分器输出达到BG382 内部比较器的比较电平时，单稳电路被触发，恒流源的电流Io从1端流出，使积分器的输出急剧下降，单稳输出结束时，斜坡输出电压上升，重复以上转换周期。

由于信号从运算放大器的反相端输入，因此要求输入信号为负值，如果信号从运算放大器同相端输入，则输入信号应为正。

电压频率转换演示幻灯片

7
VFC技术指标:
增益与增益误差（Gain and Gain Error)：
8
增益温度系数（Gain Temterature ） Cofficient 增益温度系数是指满度频率的变化率作
为温度变化（从+25℃至Tmin或Tmax）的函数。在10V满度电压条件下增益温度系数对误差的贡献与校准后温度变化10℃ 的作用是等效的。
10
电源抑制比（PSRR-Power Supply Rejection Ratio）
指当电源电压变化时VFC频率输出增量的变化特性。单位为PPM/%。例如:AD650输入电压为10V，在电源电压为±15V时，VFC输出频率为100kHZ。当电源为±12.5V时，电源电压变化率为1/6即16.7%。如果输出频率变为99.9KHZ 。那么输出频率变化率为 0.1%或1000PPm。从而
容和上拉电阻） ❖ 单极性或双极性供电：单极性0V~36V，双极性-
18V~+18V. ❖ 单极性或双极性输入信号：单极性输入信号0v~10v,双极性输
入信号-5v~+5v.
12
AD652组成及工作过程
它主要由积分器、比较器、与门、D触发器、锁存器、转换开关K、1mA恒流源、外部时钟组成一个闭环系统。单稳电路和输出集电极开路组成输出级。锁存器的Q端控制转换开关K。当K打向积分器反向端，为积分器复位过程；当K打向积分器输出端，为积分过程。
9
线性误差（Linearity Error or Nonlinearity ）
线性误差是指实际传递函数曲线与通过传递函数两个端点的理想直线偏差的相对比率。如下图两端点：VLO=10mv,VHI=10V,满度 0.频00率5f% Fs.或=5100P0KPMHZ。,最大频率误差为5HZ,对满度频率归一化为

三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真

电压/频率转换电路一、设计任务与要求①将输入的直流电压转换成与之对应的频率信号。

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。

uI数值愈大，T1愈小，振荡频率f愈高，因此实现了电压-频率转换，或者说实现了压控振荡。

电荷平衡式电路：电流源I对电容C在很短时间内放电的电荷量等于iI在较长时间内充电的电荷量。

方案二、复位式电路：电路组成：复位式电压-频率转换电路的原理框图如图所示，电路由积分器和单限比较器组成，S为模拟电路开关，可由三极管或场效应管组成。

工作原理：设输出电压uO为高电平UOH时S断开，uO为低电平UOL时S闭合。

当电源接通后，由于电容C上电压为零，即uO1=0，使uO=UOH，S断开，积分器对uI积分，uO1逐渐减小；一旦uO1过基准电压UREF，uO将从UOH跃变为UOL，导致S闭合，使C迅速放电至零，即uO1=0，从而uO将从UOL跃变为UOH，；S又断开，重复上述过程，电路产生自激振荡，波形如图（b）所示。

频率变换电路基础知识及作用 [收藏]

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频率变换电路基础知识及作用
频率变换电路也称之为频率变频器(Converter)，为高频率电路独特的电路方式。

如大家所详知的超外差(Superheterodyne)方式，便为频率变换的一种方式。

频率变换电路可以将HF~VHF~UHF等的宽频带频率信号变换为任意的频率范围。

频率变换的的作用
频率变换电路为将输入信号变换为另外的频率的一种电路。

其构成如图l所示，假设输入信号频率为fs，局部振荡电路的振荡频率为fosc，则经过频率变换后，可以得到(fs+fosc)与(fs-fosc)的信号输出。

图1 频率变换电路的工作原理
(将二种信号合成，可以得到和或差的信号)
图2传送接收机的频率变换电路的作用
(此为可以将频率变换成为此原来频率更高或更低的频率，以便可以简单处理所需的信号频率。

)
图2所示的为在传送接收机内所使用的频率变换电路。

其中的(a)为在接收机所使用的频率变换电路，
称为超外差方式。

此为将天线所输入的高频率信号，经过频率变换电路变换成为中间频率(IF信号)。

为何要如此处理呢？如果将同一频率的高频率信号维持原状，一直放大，则在电路中，由于杂散结合等因素，会很容易产生振荡。

如果利用变频电路，将其改变成为频率较低的中间频率，则可以有效地使用滤波器，且可以改善选择度。

在图(b)的传送机中，在做调变工作原理时，所使用的载波频率不要太高，便可以维持电路的稳定。

另外，从滤波器的选择度观点来说，也希望所使用的调变为数MHz，也即是，载波频率较低些，然后经过率变换电路后，便可以达到所需要的频率。

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V OLM V Z 。

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。

高精度电压频率和频率电压转换器ADVFC32的性能及应用

电压频率和频率电压转换器ADVFC32及应用一、概述ADVFC32是ADI公司生产的一种低成本的单片集成的实现电压频率转换或频率电压转换的器件。

它具有很好的线性（10KHz时的最大误差时0.01%），最大的工作频率可以达到0.5MHz。

只需要外接很少的器件就可以把输入的正、负电压或电流转换为与之成比例的频率。

频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏压或网络组合来保证输入逻辑电平有较大的范围。

在V/F模式下用一个开放的输出频率收集器可以实现TTL和CMOS兼容。

上拉电阻可以接到30V、15V的电压，或者5V标准CMOS和TTL逻辑电平。

应选取这个电阻值限制输出集电极的电流不超过8毫安。

低输入电压失调漂移，仅有满度的3ppm/℃。

ADVFC32具有以下的一些优点：1、ADVFC32采用的是电荷平衡电路技术，这使得它的电压频率转换具有很高的精度。

它的工作频率的范围仅仅由一个精密电阻和电容决定，其它的元件对频率范围影响不大。

所以可以采用比较便宜的，精度±20%的电阻和电容，这样并不会影响线性和温度漂移。

2、ADVFC32可以很容易满足系统工作范围要求。

选择不同的输入电阻可以实现不同的输入电压缩放比。

输入电阻还可以在最大的输入电压时使输入电流达到0.25mA。

3、频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏置、网络相加和重新组合即可。

4、ADVFC32和其它公司生产的VFC32具有引脚的兼容性。

5、ADVFC32与军用标准MIL_STD_883兼容。

二、封装结构ADVFC32有两种封装方式：一种是14管脚的双列直插式，另一种是10管脚的金属罐式。

图1（A）给出的是ADVFC32的14脚封装结构及引脚排布，图1（B）给出的是ADVFC32的10脚封装结构及引脚排布。

（A）：14引脚封装结构（B ）：10引脚封装结构图1：ADVFC32的两种封装结构三、工作原理及应用设计ADVFC32应用广泛，除了用于电压频率转换和频率电压转换，还可以用于微处理器控制的A/D 转换及其他的电路。

频率转电压电路

频率转电压电路频率转电压电路是一种将输入信号的频率转换为相应输出电压的电路。

它被广泛应用于信号处理、传感器测量、通信系统等领域。

本文将介绍频率转电压电路的工作原理、应用以及一些常见的设计方法。

一、工作原理频率转电压电路的工作原理基于频率-电压转换的原理。

当输入信号的频率改变时，电路会相应地产生不同的输出电压。

这种转换通常通过频率-电压转换器来实现，其中包括一个比较器、一个积分器和一个反馈网络。

在频率转电压电路中，输入信号首先经过一个比较器。

比较器将输入信号与一个固定的参考信号进行比较，产生一个脉冲宽度与输入信号频率成正比的方波信号。

然后，这个方波信号经过一个积分器，将其转换为一个与输入信号频率成正比的直流电压。

最后，通过一个反馈网络将这个直流电压反馈给比较器，以调整比较器的阈值，使输出电压与输入信号频率成正比。

二、应用领域频率转电压电路在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域：1. 传感器测量：频率转电压电路常用于将传感器输出的频率信号转换为与被测量物理量成正比的电压信号。

例如，将旋转速度传感器输出的旋转频率转换为与转速成正比的电压信号。

2. 信号处理：频率转电压电路在信号处理中起到了重要的作用。

例如，将音频信号转换为与音调成正比的电压信号，用于音乐合成或音频分析。

3. 通信系统：频率转电压电路在通信系统中常用于频率解调。

例如，将调频广播信号转换为与声音频率成正比的电压信号，以恢复原始音频。

4. 自动控制：频率转电压电路可以用于自动控制系统中的反馈环路。

通过将频率转换为电压信号，并与设定值进行比较，可以实现对被控对象的控制。

三、设计方法设计频率转电压电路时，需要考虑以下几个关键因素：1. 参考信号：选择适当的参考信号对于电路的性能至关重要。

参考信号的频率应覆盖所需转换的频率范围，并且应稳定且准确。

2. 反馈网络：反馈网络用于将转换后的直流电压反馈给比较器，以调整比较器的阈值。

反馈网络的设计应根据具体的应用需求进行。

电压频率转换电路

2电压/频率转换电路电压/频率转换即V/F转换，是将一定的输入电压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。

针对煤矿的特殊要求，我们只分析如何将电压转换成200〜1000Hz的频率信号。

实现V/F转换有很多的集成芯片可以利用，其中LM331是一款性能价格比较高的芯片，由美国NS公司生产，是一种目前十分常用的电压/频率转换器，还可用作精密频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。

由于LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到 4.0V电源电压下都有极高的精度。

LM331的动态范围宽，可达100dB ;线性度好，最大非线性失真小于0.01% ，工作频率低到1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。

LM331可采用双电源或单电源供电，可工作在 4.0〜40V之间，输出可高达40V，而且可以防止Vs短路。

图2是由LM331组成的典型的电压/频率变换器。

S 2 电路原理匿其输出频率与电路参数的关系为:Fout= Vin R s/(2.09 R1- Rt Ct)可见，在参数Rs、R1、Rt、Ct确定后，输出脉冲频率Fout与输入电压Vin成正比，从而实现了电压-频率的线性变换。

改变式中Rs的值，可调节电路的转换增益，即V和F之间的线性比例关系。

将1〜5V的电压转换成200〜1000Hz的频率信号，电路参数理论值为R =18k莒Ct=0.022uF , R仁100k 0, Rs=16.5528k ，由于元器件与标称值存在误差，在电路参数基本确定后，通过调节Rs的电位器，可以实现所需V/F线性变换。

由Fout= Vin Rs/(2.09 R1 -Rt Ct)可知，电阻Rs、R1、Rt和电容Ct直接影响转换结果Fout，因此对元件的精度要有一定的要求，可根据转换精度适当选择，其中Rt、Ct、Rs、R1要选用低温漂的稳定元件，Cin可根据需要选择0.1uF或1uF。

集成电路课程设计-VFC同步电压-频率转换器原理及应用

集成电路原理及应用课程设计报告题目VFC同步电压-频率转换器原理及应用授课教师学生姓名学号专业电子信息工程教学单位物理系完成时间 2011年6月17日VFC同步电压--频率转换器原理及应用摘要电压／频率变换电路（Voltage Frequency Converter）简称为U／F变换电路或U／F变换器（UFC），频率／电压变换电路简称为F／U变换电路或F／U 变换器（FUC）。

集成的U／F变换器和F／U变换器在电子技术、自动控制、数字仪表、通讯设各、调频、锁相和模数变换等很多领域得到了广泛的应用。

由于U／F和F／U变换器不需要同步时钟，所以在与微机连接时电路简单。

模拟电压变化转变成频率变换以后，其抗干扰的能力增强了，因此尤其适用于远控系统、干扰较大的场合和远间隔传输等方面。

U／F变换器和F／U变换器有模块式结构和单片集成式两种。

典型的变换方法有4种：积分恢复型、电压反馈型、交替积分型和恒流开关型。

单片集成的U／F和F／U变换器常采用恒流开关型，通常都是可逆的，既可作为U／F使用，也可作为F／U使用，具有体积小、本钱低的优点，但是外围元件较多，精度稍差些。

模块式变换器一般做成不可逆的专用变换器，通常将U／F和F／U设计成两种独立的模块。

其优点是外围元仵少，一般只有调零和调满刻度的元件在集成块的外面，本节以VFC100同步型U／F、F／U 变换器为例介绍U／F、F／U变换器。

第一章引言VFC100是一片功能很强的电压／频率转换器，采用电荷平衡技术，严格的复位组合周期取自外部时钟频率，能较好地消除误差及其他转换器所要求的外部定时元件的漂移。

它还采用高精度输入电阻来设置全刻度输入电压，在许多应用中无需外部调整就可获得所要求的精度。

外加同步频率可设置满量程频率输出，10V满量程输人电压由精密电阻提供。

单稳输出电路对优化输出脉冲宽度很有用，特别用在光学耦合和隔离电压传送中。

精准的5V基准电压可用于双极性输入偏置、激励电桥和传感器以及自动校准系统。

电压-频率转换器(VFC)电路

电压-频率转换器(VFC)电路
电压-频率转换器(VFC)电路有高的输入阻抗，采用单电源工作，与微控制
器直连。

对于高达700kHz 的频率，其线性误差小于0.1%，动态范围为60dB。

电路采用了积分器、比较器和单稳架构(图)。

输出频率与输入电压成正比：
f=(1/VCCtOS)VIN，其中，VCC 是5V 电源，tOS 是单稳产生的脉冲周期，按
照下式：tOS=0.7×ROS×COS。

电源VCC 必须经过滤和稳压。

如果电源波幅有变化，则校正曲线的斜率也会改变。

开关S1 和R1、C1 与R2 组成的定时网络构成了一个起动电路。

这一步确保了电路能在任何输入电压下起振。

接
通电源以后，开关保持闭合约1s，使CINT 完全充电。

当开关打开时，CINT
开始以一个固定电流充电，这个电流由输入电压幅度所确定。

结果是，在积分
器的输出端有一个上升的斜坡。

当斜坡达到2.5V 时，IC2 产生一个脉冲，因为2.5V 是IC2 的1B 输入端施密特触发器的阈值电平。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

电压频率转换电路实验报告

电压频率转换电路实验报告电压频率转换电路实验报告引言：电压频率转换电路是一种常见的电子电路，它可以将输入的电压信号的频率转换为不同的输出频率。

在实际应用中，电压频率转换电路被广泛应用于各种领域，如通信、工业自动化、电力系统等。

本实验旨在通过搭建电压频率转换电路并进行测试，了解其原理和性能。

实验目的：1. 掌握电压频率转换电路的基本原理；2. 学习使用实验仪器和设备进行电路测试；3. 分析电压频率转换电路的性能指标。

实验器材和材料：1. 函数发生器；2. 电压频率转换电路实验板；3. 示波器；4. 电阻、电容等元器件。

实验步骤：1. 搭建电压频率转换电路，根据实验板上的电路图连接各个元器件；2. 将函数发生器的输出连接到电压频率转换电路的输入端；3. 调节函数发生器的频率和幅值，观察输出信号的变化；4. 使用示波器测量输入和输出信号的频率和幅值，并记录数据；5. 改变函数发生器的频率和幅值，再次测量并记录数据。

实验结果与分析：通过实验，我们得到了一系列输入和输出信号的频率和幅值数据。

根据这些数据，我们可以绘制频率-幅值曲线和输入-输出曲线。

通过分析这些曲线，我们可以得到电压频率转换电路的性能指标。

首先，我们观察到在一定范围内，输入信号的频率和幅值与输出信号的频率和幅值呈线性关系。

这说明电压频率转换电路具有一定的线性特性，能够较好地保持输入信号的频率和幅值。

其次，我们注意到在输入信号频率较低或较高时，输出信号的频率会有一定的偏差。

这是由于电压频率转换电路的响应特性造成的。

在设计电路时，我们需要根据实际需求来选择合适的元器件，以获得更好的性能。

此外，我们还观察到在一定范围内，输入信号的幅值与输出信号的幅值呈线性关系，但幅值的变化幅度较小。

这说明电压频率转换电路对输入信号的幅值变化不敏感，能够较好地保持信号的幅值稳定。

综上所述，电压频率转换电路在一定范围内能够较好地保持输入信号的频率和幅值，但在频率较低或较高时会产生一定的偏差。

伏频转换电路的应用

LM331/331A
A
D V F C 32 QD4703
具有最大0.01%的线性度改进的电压/频率转换器应用性能双电源或单电源供电工作电压：5V 数字脉冲输出端电平与所有5V的标准逻辑电路
兼容出色的温度稳定性，温漂小于±50ppm/℃ 低功耗：15mW典型值（5V工作电压）动态范围宽，在100KHz的频率范围下，最小为100dB 满量程频率范围宽：1Hz-100KHz 低成本
(4)有利于远距离传送
(5)转换分辨率高
A／D转换，则需要在单片机内设置A／D转
换电路并占单片机一个接口
用V／F转换则仅用一个电压频率变换器
QD4703即可，并且只占用单片机的一位I／ O口
①
来自放大器的输出信号经过一级低通滤 பைடு நூலகம்器滤除放大器的尖峰脉冲，再进行V／F 转换，V／F对输人信号是一个积分的过程，同时也对窜人V／F输人端的干扰信号也进行积分，因而对于扰信号起平滑作用。而A ／D则将干扰随输人信号同时转换送到微机中。 ② 减少在传输线上的干扰。
在接口处只需用一个简单的光耦就可使它们
不共地而免除干扰，而A／D转换不易作到这点
进入主机的信号是0～5 V的数字信号
在传输中5 V信号的衰减或0 V信号的增长
所带来的变形都不会影响信号内容的传送
12位A／D的分辨率为 5.0V／4 098=1．2 mV v／F转换的分辨率 5 v／25 kHz=0．2 mV
FC 32 是AD公司生产的一种一种电压/ 频率转换和频率/ 电压转换器的综合器件, 它是在以前的基础上发展起来的新品种。因此, 它的各项电气性能指标比以前的同类器件更佳。不仅外接元件少, 使用更方便,而且成本低。

电压频率转换电路介绍及扩展

学号201350420**测控课程论文学院物理电子工程学院专业电子信息工程年级 2*** 级姓名 ***论文题目电压频率转换电路介绍及扩展指导教师 *** 成绩201５年12月２５日一、应用背景：电压频率转换器VFC（Voltage 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。

电压频率转换器也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。

随电压—频率转换实际上是一种模拟量和数字量之间的转换技术。

当模拟信号（电压或电流）转换为数字信号时，转换器的输出是一串频率正比于模拟信号幅值的矩形波，显然数据是串行的。

串行输出的模数转换在数字控制系统中很有用，它可以把模拟量误差信号变成与之成正比的脉冲信号，以驱动步进式伺服机构用来精密控制。

二、V/f 转换器详解V/f (电压/频率)转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，即它的输出信号频率与输入信号电压值成比例，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。

由于频率在传送过程中稳定度很高，能够很好排除干扰，所以其广泛应用在调频，锁相和A/D变换等许多技术领域。

电路主要指标有：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度误差和温度系数等。

通用V/f 转换电路有积分复原式转换电路和电荷平衡式转换电路。

1、积分复原型下图1、(a)(b)分别为积分复原电路图和波形图。

电路主要组成有：积分器、比较器和积分复原开关等(a)转换电路(b)波形图图1积分复原式V/f 转换电路及波形图电路分析：电路包括积分器比较器和积分复原开关灯。

其中由N 2、R5-R8组成的滞回比较器的正相输入端两个门限电频为766Z761R R 7-U +++=R R u R R u766Z762R -R 7-U ++=R R u R R uO U 2u u o u C U 2O u P式中u——输出限幅电压，其大小有稳压管VS2和VS3的稳压值所决Z定。

电压一频率变换电路

电压一频率变换电路黄智伟系列之电压一频率变换电路,很经典,本文档属于个人收集~电压—频率变换电路电压一频率变换电路（VFC）能把输入信号电压变换成相应的频率信号，即它的输出信号频率与输入信号电压值成比例，故又称之为电压控制振荡器（VCO）。

VFC广泛地应用于调频、调相、模／数变换(A/D)、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。

由通用模拟集成电路组成的VFC电路，尤其是专用模拟集成V /F转换器，其性能稳定、灵敏度高、非线性误差小。

VFC电路通常主要由积分器、电压比较器、自动复位开关电路等三部分组成。

各种类型VFC电路的主要区别在于复位方法及复位时间不同而已。

下面将讨论由运放构成的各种VFC电路和典型的模拟集成V /F转换器。

4.1运放构成的VFC电路4.1.1简单的VFC电路图4.1.1所示为简单的VFC电路。

图4.1.1 简单的VFC电路从图4.1.1可知，当外输入信号vi＝0时，电路为方波发生器。

振荡频率fo为当时，运放同相输入端的基准电压由vi和反馈电压Fvvo 决定。

如vi＞0，则输出脉冲的频率降低，f＜fo ；如vi＜0，则输出脉冲的频率升高，f＞fo。

可见，输出信号频率随输入信号电压vi变化，实现V/F变换。

4.1.2复位型VFC电路复位型VFC电路采用各种不同形式的模拟电子开关对VFC电路中的积分器进行复位。

（1）场效应管开关复位型VFC电路图4.1.3所示为场效应管开关复位型VFC电路及其波形。

黄智伟系列之电压一频率变换电路,很经典,本文档属于个人收集~图4.1.3 场效应管开关复位型VFC电路及其波形由图可知，接通电源后，由于比较器A2的反相输入端仅受VB (VB＞0)的作用，其输出端处于负向饱和状态vo2=vo2L（＜0＝，复位开关管T1栅极电位被箝位在数值很大的负电平上而截止，输出管T2截止，输出电压vo＝VoL( 0)，VFC电路处于等待状态。

当输入正的信号vi后，反相积分器A1输出端电压Vol 从零开始向负方向线性增加，当Vol的幅值| Vol | 略大于VB（注意R2=R4）时，A2输出状态翻转，从负向饱和状态跳变到正向饱和状态,Vo2＝vo2H（＞0，T2饱和导通，Vo＝VoH （＞0），二极管D截止，Tl因栅极开路而导，C1通过Tl快速放电，|Vol| 决速下降，A2的输出状态很快又翻转，vo2 ＝Vo2L ，T2截止，Vo＝VOL，T1截止，vi又通过Al对Cl充电，vol又从接近零值开始向负方向线性增加，重复上述工作过程，因而输出端输出频率与输入信号vi的幅度大小有关的脉冲串。

LM2907频率／电压转换器原理及应用

LM2907频率／电压转换器原理及应用LM2907频率／电压转换器原理及应用（图）【转】2009-11-25 18:07:57| 分类：默认分类|字号订阅LM2907频率／电压转换器原理及应用（图）2007-09-12 18:31１引言在测量转速（频率）时，目前多采用数字电路，但有些场合则需要转速（频率）的变化与模拟信号输出相对应，这样便可在自动控制系统实验中用频／压转换器件代替测速发电机，从而使实验设备简化。

美国国家半导体公司推出的速度（频率）／电压转换芯片LM2907/LM2917只需接少量的外围元件即可构成模拟式转速表，可用于测量电机转速，实现汽车超速报警等。

２LM2907芯片介绍LM2907为集成式频率／电压转换器，芯片中包含了比较器、充电泵、高增益运算放大器，能将频率信号转换为直流电压信号。

LM2917与LM2907基本相同，区别是：LM2917内部有一只稳压管，用于提高电源的稳定性。

２．１主要特点LM2917进行频率倍增时只需使用一个RC网络；以地为参考点的转速计（频率）输入可直接从输入管脚接入；运算放大器／比较器采用浮动三极管输出；最大50mA的输出电流可驱动开关管、发光二极管等；内含的转速计使用充电泵技术，对低纹波有频率倍增功能；比较器的滞后电压为30mV利用这个特性可以抑制外界干扰；输出电压与输入频率成正比，线性度典型值为±0.3%；具有保护电路，不会受高于Vcc值或低于地参考点输入信号的损伤；在零频率输入时，LM2907的输出电压可根据外围电路自行调节；当输入频率达到或超过某一给定值时，可将输出用于驱动继电器、指示灯等负载。

２．２电性能参数LM2907的主要电性能参数如表１所列：表1 LM2907的主要电性能参数（Vcc=12VDC,TA=25）２．３引脚排列及内部结构LM2907/LM2917有DIP8和DIP14两种封装形式。

LM2907的DIP14的内部结构如图１所示，DIP8的内部结构及各引脚功能可参考图２。

信号转换电路IV-频率电压转换电路

充放电周期为
2( R3 rce )C R1 T T1 T2 (U1 U 2 )C[ | |] ui U1 U 2
f0 1 1 ui T R1C U1 U 2
为提高V/f转换的线性度，要求第一项远远大于第二项
4
特点

因为复位电路具有非线性，所以精度和动态范围受到限制。提高精度的主要措施是缩小复位时间。若要使非线性误差从1％提高到0.01%，则复位时间必须减小到最小信号周期的0.01％以下。当额定工作频率为10KHZ时，信号的最小周期为0.1ms,这样，复位时间必须小于0.01uS，这个要求通常很难满足。必须改进复位电路，限制它的非线性影响。常采用电荷平衡法，而集成压－频变换器几乎都是按这种方案设计的。
（3）当积分器输出回升到uC≥U1时，比较器输出又由正向限幅电压突变为负向限幅电压，V又处于截止状态，同时up恢复为U2，积分器重新开始积分。
3
（1）充电时间T1
1 积分器在充电过程的输出电压为 uC t R C 1
令充电持续时间为T1，则有（2）放电时间T2

t
0
ui dt ＋U1
由定时电容Ct的充电方程式
to 2 uCt U 1 exp U 3 Rt Ct 可求得 to Rt Ct ln 3 1.1Rt Ct
根据电荷平衡原理，周期T内is提供的电荷量应等于T内RL消耗掉的总电荷量，即QS=QR，由此可求得输出脉冲信号频率fo为
uC O
R3 R9 R4 uC N1 R6 -U uP ∞ + + N2 R7 VS1 VS2 VS3 R8 uo
ui
R1

电压频率转换器原理及典型电压频率转换电路的设计

电压频率转换器原理及典型电压频率转换电路的设计电压频率转换器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。

电压频率转换器也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。

电压频率转换实际上是一种模拟量和数字量之间的转换技术。

当模拟信号（电压或电流）转换为数字信号时，转换器的输出是一串频率正比于模拟信号幅值的矩形波，显然数据是串行的。

这与目前通用的模数转换器并行输出不同，然而其分辨率却可以很高。

串行输出的模数转换在数字控制系统中很有用，它可以把模拟量误差信号变成与之成正比的脉冲信号，以驱动步进式伺服机构用来精密控制。

VFC 电压-频率转换器（vfc）是青岛晶体管研究所生产的电路。

电压频率转换也可以称为伏频转换。

把电压信号转换为脉冲信号后，可以明显地增强信号的抗干扰能力，也利于远距离的传输。

通过和单片机的计数器接口，可以实现AD转换。

VFC 有两种常用类型：（a）多谐振荡器式VFC ；（b）电荷平衡式VFC。

多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出（与某些传输介质连接非常方便）；电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC，而且能对负输入信号积分。

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。

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。

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。

频率转电压电路

频率转电压电路频率转电压电路是一种将输入信号的频率转换为对应的电压输出的电路。

它在许多应用中起到了重要的作用，例如频率测量、频率解调和信号调制等。

本文将介绍频率转电压电路的原理、实现方法以及应用领域。

频率转电压电路的原理基于频率和电压之间的线性关系。

当输入信号的频率变化时，频率转电压电路会将这种频率变化转换为对应的电压输出。

通常情况下，频率转电压电路由一个比较器和一个积分器组成。

比较器是频率转电压电路的核心组件之一。

它可以将输入信号的频率与参考频率进行比较，并输出相应的电压。

比较器通常使用运算放大器来实现。

当输入信号的频率与参考频率相等时，比较器的输出电压为零。

而当输入信号的频率高于参考频率时，比较器的输出电压将变为正值；当输入信号的频率低于参考频率时，比较器的输出电压将变为负值。

通过调整参考频率，可以实现不同频率范围内的转换。

积分器是另一个重要的组成部分。

它可以将比较器输出的脉冲信号进行积分，从而得到对应的电压输出。

积分器通常使用电容和电阻组成的RC电路来实现。

当比较器输出的脉冲信号为正值时，积分器开始充电；当脉冲信号为负值时，积分器开始放电。

通过调整电容和电阻的数值，可以实现不同频率范围内的转换。

频率转电压电路在实际应用中具有广泛的用途。

其中一个常见的应用是频率测量。

通过将待测信号输入频率转电压电路，可以将信号的频率转换为对应的电压值，从而实现对频率的测量。

这在科学实验、工程测量和仪器仪表等领域中非常常见。

另一个常见的应用是频率解调。

在调频广播中，广播信号的频率信息被调制在载波信号中，通过使用频率转电压电路，可以将调制后的信号转换为原始的频率信号，从而实现对广播内容的解调。

频率转电压电路还可以用于信号调制。

通过调整输入信号的频率，可以控制输出电压的大小，从而实现对信号的调制。

这在通信系统和无线电设备中非常常见。

总结起来，频率转电压电路是一种将输入信号的频率转换为对应的电压输出的电路。

它通过比较器和积分器的组合实现频率和电压之间的转换。

电压频率转换

多谐振荡器式与电荷平衡式VFC的比较
多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低，具有单位占空比的方波输出。但是精度低于电荷平衡式VFC，而且不能对负输入信号积分。（如AD654和AD537)
电荷平衡式VFC比较精确，适合小的模拟信号输入，而且输入信号可以为双极性，输出波形是脉冲串。缺点是对电路要求较高，输入阻抗低(如AD650、AD652和 VFC320)。

电源抑制比（PSRR-Power Supply Rejection
Ratio）
指当电源电压变化时VFC频率输出增量的变化特性。单位为PPM/%。例如:AD650输入电压为10V，在电源电压为±15V时，VFC输出频率为100kHZ。当电源为±12.5V时，电源电压变化率为1/6即16.7%。如果输出频率变为99.9KHZ 。那么输出频率变化率为 0.1%或1000PPm。从而

AD652元器件的选择

积分电容的选择:
通常AD652积分电容取0.02uF，宜采用交流特性好、介质损耗小的如聚丙烯、聚苯乙烯电容。

集电极开路上拉电阻的计算集电极开路输出级能够提供10mA左右的吸收电流。选择集电极开路上拉电阻应考虑被驱动的逻辑电路输入负载情况，还应选择较小电阻，使电路具有足够快的上升时间。例如，要驱动2个标准 TTL 负载，要有 3.2mA电流被吸收。如果最高低电平保持在 0 . 4V，使剩下的 6.8mA通过上拉电阻，则上拉电阻的阻值
电荷平衡式工作原理：
电荷平衡式VFC由一个积分器、比较器、精密电荷源、单稳多谐振荡器和输出三极管构成。输入信号既可为电压也可为电流。当积分器输出电压达到比较器的阈值电压时，输出三极管输出一个脉宽一定的负脉冲，同时精密电荷源被触发，并有固定的电荷从该积分器中被迁移。电荷放电的速率一定与被施加的电压相一致，因此电荷源被触发的频率即输出脉冲串的频率与输入电压成正比，所以实现了电压/频率转换。