555 电压频率变换电路的设计
NE555电路应用带占空比和频率独立调节电路
555内部电原理图我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
这样一来，电我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。
方便大家识别、分析555电路。
下面将分别介绍单稳类电路单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。
他们的输入端的形路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
双稳类电路这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。
555双稳电路可分成2种。
见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。
单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2输入。
见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2电路。
的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。
这是双稳工作方式的结构特点。
2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直无稳类电路第三类是无稳工作方式。
555转速（频率）／电压转换器电路图
555转速（频率）／电压转换器电路图
转换器主要有传感探头和单稳定时电路组成。
用该转换器配合脉冲测速发电机，用以指示出被测转轴的转速（0～1500转/分），同时还输出转速电压信号，供自动调速电路作反馈信号。
传感器采用带永久磁钢的线圈LF，在齿盘转动时，其齿端使磁路的磁阻发生变化，在线圈中产生与齿盘的转速成正比的感应电动势。
555和R4、C3等组成单稳定时电路，暂态时间td=1.1R4C3，图示参数约为1ms.当被测轴不转时，3脚为低电平；当其转动时，每送来一个感应脉冲，555被触发并输出一个定宽脉冲，故输出方波的平均值正比于被测轴转速，可在uA表上显示其转速值。
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。
555电路制作与运用大全
555电路制作与运用大全
1.555单稳态电路
555单稳态电路是一种能够在输入脉冲到来时产生一个持续一段时间
的高电平输出的电路。
它的主要应用场景包括延时开关、触发器等。
制作
方法如下：
材料：555集成电路、几个电阻、电容、开关、继电器等。
步骤：
1）将555集成电路的引脚插入面包板或焊接到电路板上。
2）连接电阻、电容等器件，具体的连线可以参考555电路的原理图。
3）连接电源，注意检查电路的极性，否则会损坏电路。
4）通过改变电阻、电容的数值来调节单稳态电路的触发时间和输出
时间。
2.555多谐振荡电路
555多谐振荡电路是一种能够产生多种频率的输出信号的电路。
它的
主要应用场景包括音乐电子琴、信号发生器等。
制作方法如下：材料：555集成电路、几个电阻、电容、开关、音频放大器等。
步骤：
1）将555集成电路的引脚插入面包板或焊接到电路板上。
2）通过改变电阻、电容的数值来调节多谐振荡电路的输出频率。
3）将输出信号接入音频放大器，通过喇叭或耳机进行放音。
3.555频率分割器
555频率分割器是一种能够将输入信号分割成多个固定频率的输出信号的电路。
它的主要应用场景包括计数器、时钟电路等。
制作方法如下：材料：555集成电路、几个电阻、电容、开关、LED等。
步骤：
1）将555集成电路的引脚插入面包板或焊接到电路板上。
2）通过改变电阻、电容的数值来调节频率分割器的输出频率。
3）将输出信号接入LED灯或其他指示器，通过亮灭来显示频率分割的结果。
总结：。
555定时器电路设计
实验五555定时器电路设计【实验目的】1、熟悉集成定时器555的工作原理及应用。
2、掌握时钟信号产生电路的设计方法【知识要点】组成占空比连续可调并能调节振荡频率的多谐振荡器VO图6.5.5 占空比与频率均可调的多谐振荡器电路如图6.5.5。
对C充电时，充电电流通过R1、D1、R W2和R W1；放电时通过R W1、R W2、D2、R2。
当R1＝R2、R W2调至中心点，因充放电时间基本相同，其占空比约为50%，此时调节R W1仅改变频率，占空比不变。
如R W2调至偏离中心点，再调节R W1,不仅振荡频率改变，而且对占空比也有影响。
R W1不变，调节R W2，仅改变占空比，对频率无影响。
因此，当接通电源后，应首先调节R W1使频率至规定值，再调节R W2，以获得需要的占空比。
若频率调节的范围比较大，还可以用波段开关改变C的值。
【实验内容】题目：时钟信号发生电路设计设计一个电路，能够产生时钟信号，信号频率100Hz~1KHz，占空比要求在1/2~2/3范围内可调。
测量实际电路的输出信号频率，测量脉冲的上升时间。
思考：1、如果希望得到高电平电压为10V的时钟信号，电路应如何处理？2、对于不标准的时钟信号，一般应进行怎样的处理？【实验要求】按题目内容进行设计，设计方法和方案不限。
要求首先进行计算机（Multisim）仿真，实现题目功能。
然后在模拟实验箱中完成实际操作。
自行设计测试表格，完成实际电路的测试。
【报告要求】要求在实验报告中写出设计思路和设计过程。
画出仿真原理图和仿真结果。
列出元器件清单。
写出实验结果及实验总结。
可能用到的芯片（555）。
555脉冲电路的设计
二.工作原
理脚为复位输入端( ),当 为低电平时， (1)4脚为复位输入端( RD ),当RD为低电平时， ) 脚为复位输入端 不管其他输入端的状态如何，输出v 为低电平。 不管其他输入端的状态如何，输出 o为低电平。 正常工作时，应将其接高电平。 正常工作时，应将其接高电平。 脚为电压控制端， (2)5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器 1 脚为电压控制端 当其悬空时，比较器C 的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC 。 和C2的比较电压分别为 脚为触发输入端， 脚为阈值输入端 脚为阈值输入端， (3)2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端 ) 脚为触发输入端 的输出， 的电位高低控制比较器C 的电位高低控制比较器 1和C2的输出，从而控 触发器， 制RS触发器，决定输出状态。 触发器 决定输出状态。
用于脉冲鉴幅——从一系列幅度不同的脉冲信号 3 . 用于脉冲鉴幅 从一系列幅度不同的脉冲信号 选出那些幅度大于V 的输入脉冲。 中，选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。
8.4 单稳态触发器单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态；在触 有一个稳态和一个暂稳态； 单稳态触发器 有一个稳态和一个暂稳态 发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态； 发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维 一段时间后，自动返回到稳态, 持tW一段时间后，自动返回到稳态,并在其输出端产 生一个宽度为t 的矩形脉冲。 生一个宽度为 W的矩形脉冲。 通常把单稳态的暂稳态停留时间称作延迟时间， 通常把单稳态的暂稳态停留时间称作延迟时间，延 迟时间的长短仅取决于电路的有关参数， 迟时间的长短仅取决于电路的有关参数，而与触发 脉冲的宽度无关。 脉冲的宽度无关。
电压频率转换器设计与实现
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。
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。
设计高精度电压转换器，可以利用LM324运算放大器与555定时器为核心器件的高精度线性电压频率转换器。
整个电路主要是由稳定电压源模块、信号输入模块、恒流源模块、输入信号变换模块、以555定时器为核心的压频转换模块等5个模块组成的。
本设计方案温漂小、抗干扰能力强、价格便宜、线性度较好、而且变换精度高。
关键词：555定时器；线性；电压频率转V oltage Frequency Converter VFC (V oltage Frequency Converter) is a kind of realizing the function of analog-to-digital conversion device, analog V oltage transform into pulse signal, the output pulse signal Frequency proportional to the size of the input V oltage. V oltage frequency converter is also known as voltage control oscillation (VCO) circuits, referred to as voltage-controlled oscillation circuit. Over voltage, frequency conversion, in fact, a kind of conversion between analog and digital technology. When analog signals (voltage or current) is converted to a digital signal, the output of the converter is a string of frequency is proportional to the analog signal amplitude of the rectangular wave, obviously is the serial data. This AD converter with the general parallel output is different, but its resolution can be very high. Serial output of the adc is useful in the digital control system, it can make analog error signal proportional to the pulse signal, to drive the stepping servo mechanism used for precise control.Design of high precision voltage converter, can use LM324 operational amplifier with 555 timer as the core device of high precision linear voltage frequency converter. The whole circuit mainly by the stable voltage source module, signal input module, a constant current source module, input signal transformation module, voltage frequency conversion to a 555 timer as the core module is composed of five modules, etc. This design scheme WenPiao small, strong anti-interference ability, cheap price, good linearity, high precision and transformation.Keywords: 555 timing; Linear; V oltage frequency conversion目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 高精度电压频率转换的目的 (1)1.2 电压频率转换的应用 (1)1.3 论文主要内容 (2)第二章设计方案的确定 (3)2.1 实现电压频率转换的方法 (3)2.2 方案的分析 (3)2.2.1 通过多谐振荡器实现电压频率转换 (3)2.2.2 利用运算放大器与555时基电路组成的高精度电压频率转换 (7)2.3 方案的确定 (14)2.4 章节总结 (15)第三章高精度电压频率转换器的硬件设计 (16)3.1 元器件介绍 (16)3.1.1 555定时器 (16)3.1.2 LM324运算放大器 (19)3.2 工作原理 (22)3.2.1 稳定电压源模块 (22)3.2.2 信号输入模块 (23)3.2.3 恒流源模块 (24)3.2.4 输入信号变换模块 (24)3.2.5 555定时器为核心的压频转换模块 (24)3.3章节总结 (25)第四章仿真与分析 (26)4.1 系统仿真 (26)4.2 数据分析 (27)4.3 遇到的主要问题 (29)4.4 现象及原因分析 (29)4.5 解决措施及效果 (30)4.6 章节总结 (30)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录：电压/频率转换器工作原理图............................. 错误!未定义书签。
555产生1hz的脉冲的电路
555产生1hz的脉冲的电路555产生1Hz的脉冲电路是一种常见的计时电路，它基于NE555集成电路，可以产生稳定的1Hz频率的输出脉冲。
以下将详细介绍555产生1Hz脉冲的原理、电路搭建和关键参数设定等方面的内容。
首先，我们来了解一下NE555集成电路的基本原理。
NE555是一种常用的计时器和脉冲发生器，它由电流比较器、RS触发器、RS锁存器和输出级组成。
通过内部电路的控制和外部元件的连接，NE555可以实现不同频率和占空比的脉冲信号的发生。
其中，产生1Hz的脉冲信号需要通过外部电阻和电容的组合来实现。
接下来，我们将详细说明555产生1Hz脉冲的电路搭建步骤：1.首先，准备好NE555集成电路、一个电阻和一个电容。
选择的电阻和电容的数值将决定脉冲的频率，通常可以选择1kΩ的电阻和1μF的电容。
2.将NE555集成电路插入面包板或焊接在电路板上，并确保引脚的连接正确。
3.连接电路的Vcc和GND引脚分别到电源的正负极，通常是连接到5V的稳定电压源。
4.将电容连接到电路的引脚6和GND之间，即电路的控制电压引脚和负极引脚之间。
5.将电阻连接到电路的引脚7和电容的连接点，即R1引脚和电容一端之间。
6.最后，连接电路的引脚2和引脚3到一个LED或其他输出设备，以观察脉冲信号的输出。
完成以上步骤后，我们需要根据电阻和电容的数值计算并设置NE555集成电路的关键参数，包括频率和占空比。
对于产生1Hz频率的脉冲信号，我们可以根据NE555的工作原理和公式进行计算。
NE555的频率计算公式为：频率= 1.44 / ((R1 + 2 * R2) * C)其中，R1为电路连接的电阻的阻值，R2为内部电路的电阻，C为电路连接的电容的容值。
假设我们选择1kΩ的电阻和1μF的电容，代入计算公式得到：频率= 1.44 / ((1kΩ + 2 * 10kΩ) * 1μF) = 1.44 / (21kΩ * 1μF) = 1Hz通过设置电阻和电容的数值，我们可以根据需要调整脉冲信号的频率。
LM331和555压频转换电路
目录摘要 (2)第一章压/频变换的目的、意义及要求 (3)1.1 压频变换的目的、意义 (3)1.2 压频变换的任务与要求 (3)第二章系统框图、方案的论证与选择 (4)2.1方案的论证与选择 (4)2.1.1 方案的论证 (4)2.1.2 方案的选择 (5)第三章电压频率转换方框原理图 (5)3.1 系统的方框图 (5)3.2 单元电路的设计 (5)3.2.1 积分电路的设计 (6)3.2.2 单稳态触发器的设计 (6)3.2.3 电子开关电路的设计 (7)3.2.4 恒流源的设计 (7)第四章电路的原理图、工作原理及参数的选择、计算 (7)4.1 电路的整体原理图 (7)4.2 电路的工作原理 (8)4.2 参数的选择、计算 (8)第五章电路的仿真 (9)第六章电路的系统框图、电路设计原理及参数计算 (11)6.1 电路的系统框图 (11)6.2 电路的设计原理及参算计算 (12)6.2. 1 LM331组成的压频转换器及其工作原理 (12)6.2. 2 电路的原理图及参数的计算 (13)第七章电路的组装与调试 (14)7.1 电路的仿真 (14)7.2 电路板的制作与焊接 (15)7.3 电路板的调试 (16)7.4 调试中出现的故障及解决的方法与技巧 (18)7.5 电路设计的优缺点及课题述心价值 (19)课设总结 (19)谢辞 (20)附件一 (21)附件二 (22)附件三 (23)参考文献 (24)摘要设计线性电压/频率转换电路，课设中使用了两种方法来设计。
第一：通过使用运算放大器和555定时器为核心器件，再利用其它外围电路来实现。
整个电路主要由积分电路模块、恒流模块、单稳态模块及电子开头模块这四个基本模块组成，本方案使用的器件价格便宜。
第二：使用LM331及其外围器件组成,该方案电路原理图结构简单，可调性强且精度高。
关键词：电压频率转换、线性、555定时器、运放、LM331第一章压/频变换的目的、意义及要求1.1 压频变换的目的、意义电压频率转换实质上是一种振荡频率随外加电压的变化而变化，通过输入电压控制输出频率，电压/频率变换电路的输出信号频率f0与输入电压成正比。
555定时器构成的电压转pwm
555定时器构成的电压转pwm近年来，随着电子技术的发展，人们对于数字信号的应用日益广泛。
而在数字信号处理中，电压转换为脉冲宽度调制（PWM）信号是一项非常重要的技术。
而在这个过程中，555定时器作为一种经典的集成电路，被广泛应用于电压转PWM的实现中。
555定时器是一种具有多种功能的集成电路，它由比较器、RS触发器和放大器等构成。
通过合理地设置定时器的各个引脚，可以将输入的电压信号转换为占空比可调的PWM信号。
下面我们来具体了解一下555定时器构成的电压转PWM的原理及实现方法。
我们需要明确PWM信号的概念。
PWM信号是指通过改变脉冲的宽度来调节信号的占空比，从而实现对电压信号的调节。
在555定时器中，通过调节控制电压（CV）和阈值电压（TH）之间的比较关系，可以实现PWM信号的输出。
具体来说，当CV大于TH时，555定时器的输出为高电平；当CV小于TH时，输出为低电平。
通过调节CV和TH之间的比较关系，即可实现PWM信号的调节。
而555定时器中的电压比较器和RS触发器则起到了关键的作用。
555定时器中的电压比较器用于比较CV和TH之间的电压差，当CV 大于TH时，电压比较器的输出为高电平；当CV小于TH时，输出为低电平。
而RS触发器则根据电压比较器的输出状态来控制555定时器的输出。
当电压比较器输出为高电平时，RS触发器将555定时器的输出设置为高电平；当电压比较器输出为低电平时，RS触发器将输出设置为低电平。
通过合理地设置CV和TH之间的电压差，即可控制555定时器的输出占空比。
当电压差较大时，输出占空比较大；当电压差较小时，输出占空比较小。
通过调节输入电压的大小，即可实现对PWM信号的调节。
除了电压比较器和RS触发器外，555定时器中的放大器也起到了重要的作用。
放大器用于放大电压比较器和RS触发器的输出信号，以保证PWM信号的稳定输出。
555定时器可以通过合理地设置引脚连接方式和电压差，实现将电压信号转换为占空比可调的PWM信号。
555多谐振荡电路
555多谐振荡电路
555多谐振荡电路是一种经典的多谐振荡电路。
它由三个主要元件组成：555定时器、电阻和电容。
多谐振荡电路是一种非线性电路，可以产生多个频率的波形。
在此文章中，我们将详细介绍555多谐振荡
电路的原理、使用和应用。
555多谐振荡电路的原理
多谐振荡电路可以通过改变某些元件的值来产生不同的频率。
555
多谐振荡电路是一种简单而灵活的电路，它可以根据输入的电压而改
变频率。
当电压变化时，它会引起电容和电阻的变化，从而改变芯片
内部的比较器阈值。
当阈值和触发器的状态发生变化时，就会产生一
个周期性的方波输出，其振荡频率取决于电容和电阻的数值。
使用和应用
555多谐振荡电路可以用于许多不同的应用，包括音频信号发生器、模拟时钟、脉冲宽度调制和步进驱动器。
在音频信号发生器中，可以
通过调整电容和电阻的值来产生不同的频率，从而产生不同音调的声音。
在模拟时钟中，可以使用555多谐振荡电路来替代基于石英晶体
的时钟，这种电路可以产生准确的振荡信号，从而保持时间的准确度。
在脉冲宽度调制中，可以使用555多谐振荡电路来产生一个可调节的
方波输出，该方波输出的周期可以被调整以产生特定比例的宽度和占
空比。
总结
555多谐振荡电路是一种灵活且实用的电路。
它可以根据电容和电阻的不同数值而产生不同的频率。
这种电路广泛用于音频信号发生器，模拟时钟，脉冲宽度调制和步进驱动器等应用中。
除了以上应用外，
此电路还可以用作基底发生器等，所以在电路设计领域中，555多谐振荡电路是一种常用的电路。
电压频率转换电路设计报告
湖南文理学院芙蓉学院课程设计报告课程名称：电子设计制作与工艺实习专业班级：自动化01班学号（7位）学生姓名：**指导教师：***完成时间：2013年6月21 日报告成绩：电压频率转换电路绪论随着电子技术和计算机技术的迅速进步，工业自动化得到了快速发展，而在工业控制领域，检测传感器件起着越来越重要的作用，各种先进的传感器正在大量应用。
但是很多传感器只提供4～20mA或者0～5V的直流模拟信号输出，而我国煤矿使用的煤矿安全监测系统大部分只允许接入1～5mA或者200～1000Hz的模拟信号，所以在一般工业现场使用的传感器要实现在煤矿的应用，除了考虑防爆因素外，还必须进行输出模拟信号的转换。
这种输出信号的转换如果购买专用的转换设备，不仅价格高，使用也不是很方便。
实际上自己设计制作一些转换电路也可以方便的实现所需性能。
IntroductionAs the elec tr onic technology and the rapid progress of computer technology, industrial automation has been rapid development, and in the field of industrial control, detection sensor plays a more and more important role, a variety of advanced sensors are a large number of applications. But many sensors provide only 4 ~ 20 ma, or 0 ~ 5 v dc analog signal output, and the use of coal mine safety monitoring system in coal mines most only allow access of 1 ~ 5 ma or analog signals from 200 ~ 1000 hz, so in general industrial field use sensors to realize the application in coal mine, in addition to consider explosion-proof factor, also has to be output analog signal conversion. The output signal conversion if buy dedicated conversion equipment, not only the price is high, the use is not very convenient. Design some conversion circuit can also be convenient to yourself actually required for the implementation of theperformance.目录第一章. 题目 (2)第二章. 引言 (2)第三章. 系统设计原理内容及要求 (3)3.1 设计目的 (3)3.2 设计要求 (3)3.3 系统设计原理及内容 (3)3.3.1 设计思想 (3)3.3.2 电压/频率转换器原理框图 (4)3.3.3 各模块方案设计 (5)1. 积分器的设计方案 (5)2．比较器的设计方案 (7)3. 单稳态触发器设计方案 (8)4. 低通滤波器设计方案 (10)3.3.4 模块的整合 (11)第四章. 元件清单 (13)第五章. 心得体会 (14)第六章．参考文献 (15)第一章．题目电压/频率转换电路的设计第二章．引言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广泛的应用。
555 电压频率变换电路的设计
长沙学院课程设计说明书题目125电压频率变换器的设计系(部) 电子与通信工程专业(班级)姓名学号指导教师起止日期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，2006六．指导教师马凌云七．系部审批长沙学院课程设计鉴定表目录一．技术参数和设计要求 (4)1.1. 技术参数 (4)1.2 设计要求 (4)二．设计思路 (4)三．单元电路设计 (6)3.1积分器的设计： (6)3.2单稳态触发器的设计 (6)3.3电子开关的设计 (7)3.4恒流源电路的设计 (8)四、总原理图及元器件清单 (9)4.1总原理图 (9)4.2元器件清单 (9)五、基本计算与仿真调试分析 (9)5.1基本计算 (9)5.2仿真数据 (10)六、课程设计总结 (13)七、参考文献 (14)一．技术参数和设计要求1.1. 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。
ne555频率发生器原理
ne555频率发生器原理引言ne555频率发生器是一种常见的集成电路，可用于产生稳定的方波、矩形波和三角波等信号。
本文将介绍ne555频率发生器的原理及其工作过程。
一、ne555频率发生器的基本原理ne555是一种集成电路，由比较器、施密特触发器和输出级组成。
它的工作原理是通过内部的电阻和电容实现定时功能，从而产生稳定的频率信号。
二、ne555频率发生器的工作过程1. 电源供电ne555频率发生器需要外部提供电源电压，一般为5V至18V。
将电源正极连接到VCC引脚，负极连接到GND引脚。
2. 设置电阻和电容通过外部连接的电阻和电容来设置ne555的工作频率。
通常，将一个电阻和一个电容连接到控制引脚（pin5）和放电引脚（pin7）上。
通过改变电阻和电容的值，可以调节频率的大小。
3. 施密特触发器ne555内部包含一个施密特触发器，用于检测电容充放电过程中的电压变化。
当电容电压达到一定阈值时，施密特触发器会改变输出的状态。
4. 输出级ne555的输出级根据施密特触发器的状态来控制输出信号。
当电容充电时，输出为低电平；当电容放电时，输出为高电平。
5. 输出频率计算ne555频率发生器的输出频率可以通过以下公式计算：频率 = 1.44 / ( (R1 + 2 * R2) * C )其中，R1和R2分别为电阻的阻值，C为电容的容值。
三、ne555频率发生器的应用1. 信号发生器ne555频率发生器可以作为信号发生器使用，产生稳定的方波、矩形波和三角波信号。
这些信号在电子实验、通信和音频设备测试中有着广泛的应用。
2. 时钟电路ne555频率发生器可以用于制作时钟电路，例如LED闹钟、计时器等。
通过调节电阻和电容的值，可以实现不同的计时功能。
3. 脉冲调宽度调制（PWM）ne555频率发生器还可以用于脉冲调宽度调制（PWM）应用。
通过调节电阻和电容的值，可以实现不同占空比的PWM信号，用于电机速度控制、灯光调节等。
NE555电路设计
单稳类电路单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以 1.1.1 和 1.1.2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“R T-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------双稳类电路这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。
555双稳电路可分成2种。
第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。
单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。
第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。
双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。
这是双稳工作方式的结构特点。
2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------无稳类电路第三类是无稳工作方式。
NE555PWM脉宽调制电路
NE555PWM 脉宽调制电路PWM 称之为脉冲宽度调制信号，利用脉冲的宽度来调整亮度，也可用来控制DC 马达。
PWM 脉冲宽度调制信 号的基本频率至少约 400HZ-10KHZ 当调整LED 的明或暗时，这个基本的频率不可变动，而是改变这个频 率上方波的宽度，宽度越宽则越亮、宽度越窄则越暗。
PWM 是控制LED 的点亮时间，而不是改变输岀的电压来控制亮度。
Gnd.图1-5 PWM 脉宽调制图片以下为PWM 工作原理：reset 接脚被连接到+V,因此它对电路没有作用。
当电路通电时，Pin 2 （触发点）接脚是低电位，因为电容器 C1开始放电。
这开始振荡器的周期，造成第 3 接脚到高电位。
当第 3接脚到高电位时，电容器 C1开始通过R1和对二极管D2充电。
当在C1的电压到达 +V 的2/3时启动接脚6,造成输出接脚（Pin3）跟放电接脚（Pin7）成低电位。
当第3接脚到低电位，电容器 C1起动通过R1和D1的放电。
当在 C1的电压下跌到+V 的1/3以下，输岀接 脚（Pin3）和放电接脚（Pin7）接脚到高电位并使电路周期重复。
Pin 5并没有被外在电压作输入使用，因此它与 0.01uF 电容器相接。
电容器C1通过R1及二极管，二极管一边为放电一边为充电。
充电和放电电阻总和是相同的，因此输出信号的周期是恒定的。
工作区间仅随 R1做变化。
PWM 信号的整体频率在这电路上取决于 R1和C1的数值。
公式：频率（Hz ）= 1.44/（R1 * C1） NPN Transistor ! C3 4咖F£50 匚3 1E利用555定时器实现宽范围脉宽调制器（PWM ） 脉宽调制器（PWM 常常用在 开关电源（稳压）中，要使开关电源稳压范围宽（即输入电压范围 大），可利用555定时器构成宽范围PWM仅需把一个 二极管和电位计添加到异步模式运转的 555定时器上，就产生了一个带有可调效 率系数为1嗨U 99%的脉宽调制器（图1）。
实验十电压—频率变换器
1只， 33pF
P736CJ Βιβλιοθήκη 只实验思考题：1.
列举555电路的其他应用？
输入电压Vi越大，积分电流Vi/R1就越大， 运放的输出电压上升越快，555定时器输出 方波频率越高。经分析，输出频率的公式 为：
f=Vi/10R1C1
实验元器件： 集成运放 集成定时器 电阻 电容 场效应管 μ A741 1片
NE555 1片 100K 2只，15K 1000pF 1只，10K 1只 1只
实验十
电压—频率（V/F）变换器
实验目的：
1.实现电压—频率的变换。
2.掌握电压—频率转换电路的工作原理和基 本特性。
实验原理：
由运算放大器555定时器组成的V/F变换器电路如下图 所示：
其工作原理是：
当555定时器输出近15伏时，3CJ1E截止， 运放输出完成积分运算，当运放的输出上升到 10伏时，555定时器输出变为低电平（0伏）， 3CJ1E开始导通，运放输出电压迅速下降；当 输出电压下降到5伏时，555定时器输出又变为 15 伏（高电平），3CJ1E再次截止，运放的输 出电压又开始积分上升。如此反复，形成震荡。
555电路在级联应用中的频率计算与设计_杨长安
555 定时集成电路得到了广泛应用, 多级 555 定时集 成电路通过级联, 可以实现更具特色的功能。本文通过一 个用 两片 555 的 级联实现 救护车 模拟声音 电路的 设计实 例, 介绍了利用控制极级联的电路结构、各级振荡频率的 计算方法。并介绍了各级频率的测试方法和时序波形。
从而计算出 C1 的充、放电时间常数: T 充= ( R 1 + R 2 ) C 1 ln V CC - V TV CC - V T+ 2/ 3 = 296. 7( ms ) 1/ 3
4 频率实测方法
第 一级振荡器的输出 U O1 的频率可以用示波器在 3 脚 测出。 第二级振荡器的输出 U O2 的频率可分两次测量。 将示 波器接在第二级振荡器的 3 脚, 将第一级 555 的 2 脚和 6 脚 直 接接到 + 5 V 电源上, 此时 U O1 始终为高电平输出, 示波 器所测到的 U O2 的频率即为 F 2 。 将第二级振荡器 的 5 脚与 前级断开, 此时示波器所测到的 U O2 的频率即为 F 3 。
3 时序波形
图 3 给出了电容器 C1 上的电 压 U C 1 和 两级输出电 压 U O1 , U O2 的时 序波形关系。 从 U O2 的波形可 以看出, 第二 级 振荡器是 以频率 F 2 和 F 3 交替 工作的( F 2 < F 3 ) 。 因此, 在
图 3 各“ 嘀 - 嘟, 嘀 - 嘟” 的模拟 救护车声音。
振荡周期: T 2 = T 充 + T 放 = 0. 95( ms) 振荡频率: F 2 = 1/ T 2 = 1. 05( k Hz) 当 U O1 为低电平时, 二极管正向截止, 本级 5 脚不受前 级控制, 其电位由本级输入电路参数决定, V T + = 2/ 3 V CC ; V T - = 1/ 3 V CC 。 进一步计算出电容器 C3 的充、 放电时间常 数 T 充 , T 放: T 充= ( R 4 + R 5 ) C 3 ln V C C - 1/ 3V CC V C C - 2/ 3V CC
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长沙学院
课程设计说明书
题目125电压频率变换器的设计系(部) 电子与通信工程
专业(班级)
姓名
学号
指导教师
起止日期
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，2006
六．指导教师
马凌云
七．系部审批
长沙学院课程设计鉴定表
目录
一．技术参数和设计要求 (4)
1.1. 技术参数 (4)
1.2 设计要求 (4)
二．设计思路 (4)
三．单元电路设计 (6)
3.1积分器的设计： (6)
3.2单稳态触发器的设计 (6)
3.3电子开关的设计 (7)
3.4恒流源电路的设计 (8)
四、总原理图及元器件清单 (9)
4.1总原理图 (9)
4.2元器件清单 (9)
五、基本计算与仿真调试分析 (9)
5.1基本计算 (9)
5.2仿真数据 (10)
六、课程设计总结 (13)
七、参考文献 (14)
一．技术参数和设计要求
1.1. 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%。
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；
二．设计思路
这个电路主要是有积分器，单稳态触发器，电子开关和恒流电路组成。
具体原理框图如下：
该方法是采用积分器和单稳态触发器组成的电压频率交换器，通过电子开关实现对电路工作的控制。
三．单元电路设计
3.1积分器的设计：
积分器采用集成运算放大器和RC组件构成的反向输入积分器。
具体电路如下：
图3.1.1 积分器设计
3.2单稳态触发器的设计
单稳态触发器采用555定时器构成的单稳电路，单稳态触发器具体有下列特点：第一、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；第二、它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第三、暂稳状态维持一段时间后，将自动返回单稳定的状态。
暂稳状态时间的长短，与触发器脉冲无关，仅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
仅决定于定时元件R、C
W
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。
采用积分器作为输入
W
电路，积分器是输出信号去控制单稳态触发器，那样就可以得到矩形脉冲输出。
单稳态触发器在数字系统和装置中，一般定时（产生一定宽度的脉冲）、整形（把不规则的波形转换成等宽、等幅的脉冲）以及延时（将输入信号延迟一定的时间之后输出）等。
图3.2.1 单稳态触发器的设计
3.3电子开关的设计
电子开关的设计采用开关三级管接成反向器的形式，一方面当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通。
具体并且输出近似等于0，另一方面当触发器输出低电平时，三级管处于截止状态，其输出近似等于+V
cc
电路如下：
图3.3.1 电子开关的设计
3.4恒流源电路的设计
恒流源时输出电流保持恒定的电流源，而理想的恒流源应该具有以下的特点：第一、不因负载变化而变化；第二，不因环境温度变化而变化；第三、内存可以为无限大（以使其电流可以全部流到外面）。
基本的恒流电路主要是由输入级和输出级构成，输入级提供参考电流，输出级输出恒定电流。
恒流源电路具有输出电流恒定、温度稳定性好、直流电阻很小但等效交流输出电阻却很大的特点。
恒流范围大致1uA-2uA。
它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点，又可以作为其有源负载以提高放大倍数，并且在差动放大电路和脉冲产生电路中也得到了广泛的应用，在本题目就是用于脉冲产生电路。
恒流源采用开关三级管T和稳压二极管Dz等组件构成的，其具体的电路下图所示当V为0 时，D3，D4截止，D2就导通，所以积分电容就通过三极管T放电，当V等于1V时D3，D4导通，D2就截止，输入信号对积分电路充电。
在单稳态触发器的输出端就得到矩形脉冲。
图3.4.1 恒流源电路的设计
四、总原理图及元器件清单
4.1总原理图
图4.1.1 总原理设计图4.2元器件清单
五、基本计算与仿真调试分析
5.1基本计算
从题目的要求结合电路图，输入V
I 和输出的f
o
要成正比例关系，这题目要求输入电压的范围为0~10V，而
输出频率要求为0~10Khz，所以该电流需要有1khz/v的换算系，输入由信号电压Vin即积分器电路输入信号控制单稳态触发器，积分电容充电，当积分输出电压上升时，在小于触发器的触发电平（1/3Vcc），555
定时器就会置位，通过电子开关就会反馈回到积分器，当积分器电容经过恒流源放电并且积分电容上升到1/3Vcc后，又会使555复位，恒流源截止，此时积分器又开始充电，由此形成了振荡。
因为在单稳态电路
的充电时间T
w =1.1R
13
*C
4
，选取R
13
为43k,C
4
为10nF，从此确定充电时间约为0.05ms，根据所采用的恒流源
电路级参数设置以及输入电压和输出频率的关系，就可以确定恒流源对积分电容反向充电时间，从而确定C1=10uf,R
1
=20k,根据公式
(V
I /R
1
)*T=(D
7
/R
8
)* t
T=1.1R
13C
5
得出公式f
=(R
4
TD
7
)*V
I
5.2仿真数据
图5.2.1 仿真数据1
图5.2.2 仿真数据2
图5.2.3 仿真数据3
图5.2.4 仿真数据4
图5.2.5仿真数据5
六、课程设计总结
在这一个礼拜的设计过程中，我经过一个礼拜不停地寻找资料，不断寻找最佳数据，不断地优化了设计的电路。
看着初步连出来的电路，而且系统也是成功运行的，还是挺有成就感的，自己的付出也算没有白费，但还是存在一些问题。
需要自己慢慢调试。
、
电压频率转换器是一种将模拟电压信号转换成频率信号的仪器，U/F之间的转换其实是一个积分的过程，再将其转换结果送计算机是可采用简单的光电耦合，因此有较强的抗干扰能力，电压频率转换器和计算机的接口你叫简单，转换的精度和线性度也比较好。
在这个过程中经常找不到解决问题的方法，就像在示波器上看到很宽的波形，看过书本后，在开关电路中三极管的集电级的电阻是调节脉动宽度的，于是我就改了开关电路的集电极的电阻，但是脉冲的宽度依然没有改变看了相关的笔记和室友的帮助下，我知道脉动的宽度值可能与电容的充电时间有关，于是我想到了积分电路上的电容，时间应该和RC有关，于是我开始改变R的值，但是哈市没有变化，这时我的心里十分着急，后来我改变电容数值，我把2.2uf的电容改成了1uf，终于脉冲的宽度就变窄了，这时我的心情激动地难以表达，这也是我经历失败后的成功，也是我做课程设计的快乐之处。
通过这次课程设计，让我对以学的知识有所回忆，加深了Multisim的应用，并且学到了许多新的知识。
这次课程设计，也让我对以前模电学过的积分电路与稳压管有了进一步的了解，对由数电中的555定时器组成的单稳态触发器不止停留在了书本上的介绍，知道了的它具体用处。
整个课程设计的过程中，感受到这个不仅是一个课程设计，也是一个令我对书上的知识有了个更好的更深的理解的一个途径，对于知识，这就是更加形象化了，一味的看书，背公式，做试题，在理论上好像能理解的东西，但一旦真正应用于实践中，就会产生挺多的问题和困难。
理论结合实际，这就是课程设计的真正目的所在。
七、参考文献
[1] 《电子技术课程设计指导》彭介华编，高等教育出版社，1997年
[2] 《电子技术基础》李效芳编，西安电子科技大学出版社，2010年
[3] 《数字电子技术》周开利编，华中科技大学出版社，2009年。