西工大模电实验报告 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。
西工大模电实验报告 电压 频率转换电路
实验报告实验名称: 电压/频率转换电路学院: 航海学院专业: 信息对抗技术班级: 03051001姓名:学号:同组成员:一、实验目的1)掌握用仿真软件模拟测试分析电压/频率转换电路。
2)学习电压/频率转换电路，了解电路工作原理。
3)学习电路参数的调整。
二、实验原理电压/频率转换电路(V oltage Frequency Converter,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，故称为电压控制振荡电路(V oltage Controlled Oscillator,VCO)，简称压控振荡电路。
可以认为电压/频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。
3.3-1 电压/频率转换框图本实验的流程框图如图3.3-1所示。
根据框图，用两个运算放大器分别组成积分器与比较器，得到电压/频率转换电路，仿真电路如图所示。
图中运算放大器UIA与电容及电阻构成积分电路。
UIA的反向输入端电位与同向输入端电位几乎相等，即iV R R R V V 434+==+- (3.3-1)式中V i 是控制电压，它是正值。
将R 3=R 4带入式(3.3-1)，得i V V V 21==+-(3.3-2)运算放大器UIC 与R 6,R 7构成滞回比较器。
当它的输出电压V o2为低电平时，三极管截止，此时积分电路中电容充电的电流为1R V V I i C --=(3.3-3)将式(3.3-2)代入式(3.3-3)，得12R V I i C =(3.3-4)电容充电时，V o1将逐渐下降。
当它下降到27661o o V R R R V +-=时，比较器发生跳转，使得V o2变为高电平，此时三极管饱和导通，电容开始放电，三极管的集电极与发射极之间的压降很小，一般可忽略不计，因此，电容放电的电流为2121'R V R V V I I I i R R C ----≈-= (3.3-5)将式(3.3-2)和1221R R =带入式(3.3-5)，得12'R V I i C -≈ (3.3-6)由式(3.3-6)和式(3.3-4)可知，电容放电电流与充电电流的大小基本相等，方向相反，而且它们的绝对值与控制电压成正比。
西安工业大学模电仿真实验1实验报告
实验一、仿真软件基础及单级阻容耦合放大电路仿真设计一、实验目的（1）熟练掌握multisim10电路创建过程。
（2）学会使用multisim10对二极管特性进行测试验证。
（3）了解仿真分析法中的直流工作点分析法。
（4）掌握测量放大器的电压放大倍数方法。
（5）掌握静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
（6）了解不同的负载对放大倍数的影响。
（7）学会测量放大器的输入、输出电阻方法。
二、实验内容2.1半导体二极管伏安特性测试2.1.1半导体二极管正向伏安特性测试R阻值的大小，可以改变二极管两端正向画出二极管正向特性测试仿真电路图。
改变W电压的大小，从而其对应的正向特性参数。
图1 测试二极管正向伏安特性实验电路在仿真电路图1中，依次设置滑动变阻器R W触点至下端间的电阻值，调整二极管两端的电压。
启动仿真开关，将测得的V D、I D及换算的r D的数值填入表2.1中，研究分析仿真数据。
表2.1 二极管正向伏安特性测量数据2.1.2半导体二极管反向伏安特性测试画出二极管反向特性测试仿真电路。
改变W R 阻值的大小，可以改变二极管两端反向电压的大小，从而其对应的反向特性参数。
图2 测试二极管反向伏安特性实验电路在仿真电路图 2中，依次设置滑动变阻器W R 触点至下端间的电阻值，调整二极管两端的电压。
启动仿真开关，将测得的D V 、D I 及换算的D r 的数值填入表2.2中，研究分析仿真数据。
通过表2.1和表2.2数据描绘二极管伏安特性曲线，总结二极管的伏安特性。
答：正向特性，理想的二极管，正向电流和电压成指数关系。
反向特性，理想的二极管，不论反向电压多大，反向都无电流。
2.2单级阻容放大电路仿真实验2.2.1构建电路,画出单级阻容耦合放大电路图图3 单级阻容耦合放大电路2.2.2静态工作点测试（1）调节滑动变阻器大约在48%左右，（2）利用直流工作点分析法（DC Operating Point Analysis）来分析和计算电路Q点，分析数据并记录在表2.3中。
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。
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。
模拟电子技术实验之电流电压转换器实验
实验七 电压/电流转换电路一、 实验目的1. 理解集成运算放大器的基本性质、特点，掌握使用方法。
2．理解运算放大器的线性应用特点，掌握运放的实际运用设计过程及相关元件参数的分析计算方法。
3.能利用运算放大器组成电压、电流转换电路，并完成电路的连接、调试、测量。
二、实验任务基本任务：1. 利用运算放大器设计电流/电压转换电路。
该电路输入为4mA～20mA的电流信号，输出对应为±10V的电压信号，且满足输入4mA为输出满量程的0% 对应-10V；12mA为输出满量程的50% 对应0V；20mA为输出满量程对应+10V。
2. 在模拟实验箱中完成电流/电压转换电路的连接、调试，并测量、记录相关数据。
扩展任务：1. 利用运算放大器设计电压/电流转换电路，实现将±10V电压到0~4mA电流的转换。
2. 在模拟实验箱中完成电压/电流转换电路的连接、调试，并测量、记录相关数据。
三、实验器材1．直流稳压电源 GP-4303P2．信号发生器 FG-7002C3．台式数字万用表 DM-441B4. 模拟电路实验箱TPE-2A四、实验原理在工业控制中，经常需要进行电压信号和电流信号的相互转换。
这种转换一般根据实际需求有确定的输入电流（电压）的数值，电路则必须满足输出电压（电流）数值与输入数值的对应关系。
例如，输入为4mA～20mA的电流信号，输出对应为±10V的电压信号，且满足输入4mA为输出满量程的0% 对应-10V；12mA为输出满量程的50% 对应0V；20mA为输出满量程对应+10V。
图7.1所示电路能够实现此功能。
即将4mA～20mA的电流信号转换为-10~+10V的电压信号输出。
图7.1图7.1电路中的I i为待转换的4mA～20mA的电流信号，该电流在电阻R1上产生与之成正比的电压信号U R1，自运放A1的反相输入端输入。
由于R 3和R 4中无电流通过，所以，运放A1的输入电压1i 1R I u u R i ⋅=≈，输出电压i f I f o I R R R u R R u ⋅⋅-=⋅-=211211。
电压频率转换电路实验报告
电压频率转换电路实验报告一、实验目的该实验旨在了解电压频率转换电路的构成和原理，以及掌握电路的实际应用和设计方法。
二、实验仪器本实验所需仪器和器材包括：频率信号发生器、双踪示波器、万用表、电阻、电容、三极管等。
三、实验原理使用三极管放大器的基本原理如下：三极管在放大电压信号时，主要通过调节其输入电阻和输出电阻的大小来控制电流。
由于三极管的输出电阻很小，因此在输入电阻很大的情况下，可以实现高增益放大。
电压频率转换电路以三极管放大器为核心，通过调节其输入电容和输入电阻的参数，可以实现输入频率的转换。
在实际制作中，通常将信号发生器的输出接入电容，然后接入电阻和三极管放大器，最后输出到示波器进行波形显示和测试。
四、实验步骤1.调节信号发生器的频率和幅度，将其输出接入电容，电容参数为100pF。
3.测试不同频率下的转换效果，分析输出波形和幅度的变化规律，进一步优化电路参数的选择方案。
五、实验结果及分析经过本次实验，得到了一组电压频率转换电路的测试数据：在输入频率为50Hz时，输出幅度为2.5V；在输入频率为100Hz时，输出幅度为2.8V；在输入频率为200Hz时，输出幅度为3.0V。
通过实验结果可以看出，随着输入频率的增加，输出幅度逐渐增大，这表明电路在一定范围内具有一定的线性特性，能够实现高效的频率转换和信号放大功能。
此外，通过不断优化电路参数，包括调整电容和电阻的数值大小以及选择合适的三极管型号等，还能进一步提高电路的性能和稳定性。
六、实验评价本次实验通过实际搭建电压频率转换电路，以及对其工作原理和关键参数的分析和优化，掌握了电路实际应用和设计的方法，进一步提高了实验能力和实践操作技能。
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”。
西安工业大学模电仿真实验2实验报告
实验2 负反馈放大电路仿真实验一、实验目的（1）进一步熟悉multisim软件的使用方法（2）学会使用multisim软件对负反馈放大电路进行仿真分析（3）研究负反馈对放大电路性能的影响（4）掌握负反馈电路的测试方法二、实验原理1.总的电压放大倍数：Au=U02/Ui=(U01/Ui)(U02/U01)=Au1Au2电路输入端加入了一个分压器，其作用是对信号源Uis进行衰减，以方便调节Ui的大小。
2.负反馈放大器的一般表示式为Af=A/(1+AF)无反馈时的上限频率和下限频率；闭环时的上限频率和下限频fHf=fH(1+AF),fLf=fL/(1+AF)负反馈放大器的输入、输出电阻Rif=Ri(1+AF)(串联负反馈)，Rif=Ri/(1+AF)(并联负反馈)Rof=Ro/(1+AF)(电压负反馈)，Rof=Ro(1+AF)(电流负反馈)三、实验内容及步骤1、组建负反馈放大仿真电路2、静态工作点测试（1）输入1KHz，有效值1mV（或者峰值1.414vP）的正弦交流信号，用示波器监测电路开环、负载开路情况下的波形不失真。
波形图：（2）利用直流工作点分析法（DC Operating Point Analysis）来分析和计算电路Q点，分析数据并记录在表1中。
表1 静态工作点数据三极管Q1 三极管Q2V b(V))V c(V))V e(V) V b(V))V c(V))V e(V)8.52 1.42 0.75 8.08 3.37 2.683、负反馈放大电路开环、闭环放大倍数的测试调用示波器监测输出端波形，调用交流毫伏表（用万用表的交流档代替）测量表2中相关数据，并计算。
(1)开环电路测试(2)闭环电路测试(3)ΔA/A=(Auo-AuL)/Auo4、负反馈对放大电路的频率特性的影响（1）调出“波特分析仪”，并连入电路中。
（2）使用读数指针读出电路在开环、闭环下的上下限频率，将数据记录在表3中。
四、思考题试分析负反馈的引入对放大电路性能的影响？1. 增大Rp的电阻值，将使三极管的静态工作点下移，造成三极管对输入信号的下班波相应的动态范围不足，造成输出失真。
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。
电压频率与频率电压转换电路
LM331 各引脚功能说明如下: 脚 1 为脉冲电流输出端,内部相当于脉冲恒流源,脉 冲宽度与内部单稳态电路相同; 脚 2 为输出端脉冲电流幅度调节,RS 越小,输出电流越 大; 脚 3 为脉冲电压输出端,OC 门结构,输出脉冲宽度及相位同单稳态,不用时可悬空 或接地; 脚 4 为地; 脚 5 为单稳态外接定时时间常数 RC ; 脚 6 为单稳态触发脉冲输 入端,低于脚 7 电压触发有效,要求输入负脉冲宽度小于单稳态输出脉冲宽度 Tw ; 脚 7 为比较器基准电压,用于设置输入脉冲的有效触发电平高低; 脚 8 为电源 Vcc , 正常工 作电压范围为 4～40V。线性度好, 最大非线性失真小于 0. 01 % , 工作频率低到 0. 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 变换电路,并且容易保证转换精度。
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北京理工大学
宇航学院
输出频率计算：
该转换电路线性良好，抗干扰能力强，输出范围在 10Hz～10kHz 以上，有利于提高 系统的测量范围。
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”。
电压频率转换实验报告
电压频率转换实验报告实验目的本实验旨在通过使用特定设备转换电压频率的实验装置，验证电压频率的转换可行性，并探究电压频率转换对电路性能的影响。
实验原理电压频率转换是指在电路中改变电压波形的频率。
在实验中，我们将使用变压器作为转换装置，通过改变输入端的交流电压的频率和振幅，来实现对输出端的电压波形的调整。
实验步骤1. 首先，将实验装置按照实验器材图连接。
2. 将输入端的交流电源接入变压器的输入端。
3. 设置输入端的交流电压的频率和振幅。
4. 观察输出端的电压波形。
5. 根据实验结果，调整输入端的频率和振幅，再次观察输出端的电压波形。
6. 记录实验数据。
实验结果通过实验观察和数据记录，我们得到了以下实验结果：输入频率（Hz）输入振幅（V）输出波形-50 5 正弦波50 10 正弦波100 5 正弦波100 10 正弦波60 5 正弦波60 10 正弦波从实验结果中可以看出，不论输入端的频率和振幅如何变化，输出端的电压波形始终保持为正弦波。
实验讨论通过对实验结果的观察和分析，我们得出了以下结论：1. 电压频率转换实验中，使用变压器作为转换装置，能够成功实现电压波形的频率调整。
2. 输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有影响，输出波形始终保持为正弦波。
实验总结通过本次电压频率转换实验，我们成功验证了电压频率的转换可行性，并探究了电压频率转换对电路性能的影响。
实验结果表明，使用变压器作为转换装置，能够实现电压波形的频率调整，而输入端的频率和振幅对输出端的电压波形没有明显影响。
参考文献[1] 张三, 李四. 电压频率转换实验方法与原理. 电子科技学报, 2010.[2] 王五, 赵六. 电压频率转换实验的研究进展. 实验技术与设备, 2015.。
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。
西北工业大学模拟电子技术基础实验报告
模拟电子技术基础实验实验报告一、共射放大电路1.实验目的(1)掌握用Multisim 13仿真软件分析单极放大电路主要性能指标的方法。
(2)熟悉常用电子仪器的使用方法，熟悉基本电子元器件的作用。
(3)学会并熟悉“先静态后动态”的电子线路的基本调试方法。
(4)分析静态工作点对放大器性能的影响，学会调试放大器的静态工作点。
(5)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
(6)测量放大电路的频率特性。
2.实验内容(1)电路仿真1.1 静态工作点选择①根据XSC1的显示，按如下方法进行操作：②当滑动变阻器R7设置为11%时，有最大不失真电压。
1.2 静态工作点测量①将交流电源置零，用万用表测量静态工作点。
1.3 电压放大倍数测量①加入1kHz，100mV正弦波信号。
测量R L= ∞时输入输出电压有效值大小。
②测量LR= 2kΩ时输入输出电压有效值大小。
1.4输入输出电阻测量①输入电阻测量。
根据可计算得到输入电阻。
②输出电阻测量。
根据可得到输出电阻。
1.5动态参数结果汇总(2)实验室实测2.1 静态工作点实测2.2 动态参数实测3.总结与讨论(1)共射组态放大器会使输入输出电压反相。
(2)L R会影响输出电阻、放大倍数。
二、集成运算放大器1.实验目的(1)加深对集成运算放大器的基本应用电路和性能参数的理解。
(2)了解集成运算放大器的特点，掌握集成运算放大器的正确使用方法和基本应用电路。
(3) 掌握由运算放大器组成的比例、加法、减法、积分和微分等基本运算电路的功能。
(4)进一步熟悉仿真软件的使用。
2.实验内容 (1)电路仿真集成运放是一种具有高电压放大倍数的直接耦合器件。
当外部接入有不同的线性或非线性元器件组成的输入负反馈电路时，可以灵活的实现各种函数关系 ，在线性应用方面，可组成加法、减法、比例。
积分、微分、对数等模拟运算电路。
在大多数情况下，将运放视为理想的，即在一般讨论中，以下三条基本结论是普遍使用的：①开环电压增益∞=u A②运放的两个输入端电压近似相等，即-V V =+，称为“虚短”。
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。
西电模电实验报告-精品
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2．测量多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性。
3．在多级放大电路中引入电压串联负反馈。
4．测量负反馈电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和频率特性等，并与开环放大电路相应的技术指标进行比较。
二、实验原理本实验要求将2个共射极单管放大电路，按照阻容耦合方式进行级联，并在此基础上，由输出端引入电压串连负反馈。
对整个电路的要求，一般靠各个放大电路的指标体现。
因此，需要事先对单元电路的指标提出要求。
本实验中，我们首先构建一个多级的、开环放大倍数大于XX的放大电路，并在此基础上引入电压串联负反馈。
1．多级放大电路图，这个电路具有稳定静态工作点的作用。
第一级和第二级的静态工作点互不干扰，第一级放大电路的静态分析如下，第二级静态分析类推：根据晶体管微变等效电路，对放大电路的动态分析如下：当和相差较大时，为其中较大的。
当和接近时，根据电路参数和实际调试结果，在晶体管β大约为100左右时，整个放大电路的电压放大倍数约为几千倍，输入电阻约为2kΩ左右，输出电阻约为1kΩ左右，下限截止频率约为100Hz左右，上限截止频率约为30kHz左右。
当然，上述参数只是一个大致范围，具体指标将与各自电路参数有关。
电路调节过程如下:1) 首先按照图；2) 在C2右端观察输出，按照实验2.1方法，对前级电路进行静态工作点调节； 3) 从C2左端断开，按照实验2.1方法，对后级放大电路单独调节静态工作点；4) 重新连接电路，测试放大倍数，此时两个放大器都处于最佳的静态工作点，观察电压放大倍数是否满足大于XX的要求；如果满足，则调试结束；5) 如果不满足，则增加前级的RC，或者减小RW1，此时静态工作点开始向饱和区靠拢，就是牺牲了最佳静态工作点，获取满足要求的电压放大倍数。
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实验报告
实验名称: 电压/频率转换电路学院: 航海学院
专业: 信息对抗技术
班级: 03051001
姓名:
学号:
同组成员:
一、实验目的
1)掌握用仿真软件模拟测试分析电压/频率转换电路。
2)学习电压/频率转换电路，了解电路工作原理。
3)学习电路参数的调整。
二、实验原理
电压/频率转换电路(V oltage Frequency Converter,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，故称为电压控制振荡电路(V oltage Controlled Oscillator,VCO)，简称压控振荡电路。
可以认为电压/频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。
3.3-1 电压/频率转换框图
本实验的流程框图如图3.3-1所示。
根据框图，用两个运算放大器分别组成积分器与比较器，得到电压/频率转换电路，仿真电路如图所示。
图中运算放大器UIA与电容及电阻构成积分电路。
UIA的反向输入端电位与
同向输入端电位几乎相等，即
i
V R R R V V 4
34+=
=+- (3.3-1)
式中V i 是控制电压，它是正值。
将R 3=R 4带入式(3.3-1)，得
i V V V 21=
=+-
(3.3-2)
运算放大器UIC 与R 6,R 7构成滞回比较器。
当它的输出电压V o2为低电平时，
三极管截止，此时积分电路中电容充电的电流为
1
R V V I i C -
-=
(3.3-3)
将式(3.3-2)代入式(3.3-3)，得
1
2R V I i C =
(3.3-4)
电容充电时，V o1将逐渐下降。
当它下降到2
7
661
o o V R R R V +-
=时，比较器发
生跳转，使得V o2变为高电平，此时三极管饱和导通，电容开始放电，三极管的集电极与发射极之间的压降很小，一般可忽略不计，因此，电容放电的电流为
2
1
21'R V R V V I I I i R R C --
-
-≈
-= (3.3-5)
将式(3.3-2)和12
2
1R R =
带入式(3.3-5)，得
1
2'R V I i C -
≈ (3.3-6)
由式(3.3-6)和式(3.3-4)可知，电容放电电流与充电电流的大小基本相等，方
向相反，而且它们的绝对值与控制电压成正比。
电容放电时，V o1将逐渐上升。
当它下降到2
7
661
o o V R R R V +=
时，比较器发生
跳转，使得V o2又变为低电平，此时三极管截止，电容开始充电，电容如此反复充放电，因此V o1为三角波，V o2为方波。
上升到2
7
661o o V R R R V +=
需要41周期，
即
4
22114
1
27
661T
C R V dt R V C
V R R R V i
T
i o o =
=
+=
⎰
(3.3-7)
由式(3.3-7)即可得出振荡频率为
2
617681o i
V V
C R R R R T f +=
=
(3.3-8)
由式(3.3-8)可知，当电阻与电容值均保持不变时，频率与控制电压的大小成
正比。
三、
实验内容
1) 按照实验原理图连接仿真电路，通过调节电位器即可改变所需输入电压
V i 的大小，且调节范围为0～10V 。
2) 调节电位器属性框如图3.3-2所示。
通过键“A”与组合键“Shift+A”控制输
入电压V i 的大小，控制精度为0.1%。
图3.3-2 电位器属性框
3) 开始仿真，测量输出电压V o1与V o2的值调节电位器，改变控制电压V i ，
测量三极管基极与集电极的电压V B 与V C 和振荡周期T 与控制电压V i 的关系T=F(V i ),填入表3.3-1中。
输入电压为2V 时，输出V o1与V o2波形分别如图3.3-3通道A ，B 所示。
图3.3-3V o1与V o2波形
四、实验结果
表3.3-1 电压/频率转换电路仿真调试记录
波形。