电压频率和频率电压转换电路的设计
电压频率转换电路
3.3 电压/频率转换电路一、实验目的（1）掌握用仿真软件模拟测试分析电压/频率转化电路。
（2）学习电压/频率转换电路，了解电路的工作原理。
（3）学习电路参数的调整。
二、实验原理和电路电压频率转换电路的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成比例的输出电压，故称为电压控制电路，简称为压控振荡器电路。
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。
它广泛应用于模拟数字信号的转换、调频、遥测、遥感等各种设备中。
其电路形式很多，如由运算放大器构成的VCF ，或者是集成芯片构成的VFC 等。
本实验流程框图如下所示根据框图，用两个运算器分别组成积分器和比较器，得到电压频率转换电路如下仿真图所示：可得A1的反相输入端与同相输入端的电位几乎相等，即434i R V V V R R -+==+ （3.3-1） 代入值得 12i V V V -+== （3.3-2）运算放大器A2与R6，R7构成滞回比较器，当它的输出电压为低电平时，三极管截止，此时积分电路中电容充电的电流为 1i c V V I R --=（3.3-3） 将式（3.3-2）代入（3.3-3）得 12ic V I R =电容充电时，V01逐渐下降。
当它下降到6010267R V V R R =-+时，比较器发生跳转，使得V02变成高电平，此时三极管饱和导通，电容放电，放电电流为2'112R i c R V V V I I I R R ---=-≈-代入以上各式得 '12ic V I R ≈-（3.3-6） 电容放电时，V01将逐渐上升，当上升到 6010267R V V R R =+时，比较器发生跳转，电容开始充电，如此反复。
/460102671101224T i iR V V TV V dt R R CR R C ===+⎰可得振荡频率为 67670218iR R V f T R R C V +==可知电阻与电容保持不变时，频率与控制电压的大小成正比。
基于LM331频率电压转换器电路设计
基于LM331频率电压转换器电路设计LM331基本上是从国家半导体精密电压频率转换器。
该集成电路具有手像应用模拟到数字的转换，长期一体化，电压频率转换，频率电压转换。
宽动态范围和出色的线性度，使适合上述应用的IC，这里的LM331作为电压转换器转换成一个成比例的电压，这是非常线性的输入频率与输入频率的频率有线。
电压转换的频率达到差分输入频率使用电容C3和电阻R7，和由此产生的脉冲序列喂养的PIN6的IC(阈值)。
在PIN6负由此产生的脉冲序列的边缘，使得内建说明LM331基本上是从国家半导体精密电压频率转换器。
该集成电路具有手像应用模拟到数字的转换，长期一体化，电压频率转换，频率电压转换。
宽动态范围和出色的线性度，使适合上述应用的IC，这里的LM331作为电压转换器转换成一个成比例的电压，这是非常线性的输入频率与输入频率的频率有线。
电压转换的频率达到差分输入频率使用电容C3和电阻R7，和由此产生的脉冲序列喂养的PIN6的IC(阈值)。
在PIN6负由此产生的脉冲序列的边缘，使得内建的比较器电路，触发定时器电路。
在任何时刻，电流流过的电流输出引脚(引脚6)将输入频)的值成正比。
因此，输入频率(FIN)成正比的电压(VOUT)率和定时元件(R1和C1将可在负载电阻R4 。
电路图注意事项该电路可组装在一个VERO板上。
我用15V直流电源电压(+ VS)，同时测试电路。
LM331可从5至30V DC之间的任何操作。
R3的值取决于电源电压和方程是R3 =(VS - 2V)/(2毫安)。
根据公式，VS = 15V，R3 = 68K。
输出电压取决于方程，VOUT =((R4)/(R5 + R6))* R1C1 * 2.09V *翅。
壶R6可用于校准电路。
V-F与F-V转换电路
C2
VIN +15V
偏移调节 -15V
增益调节 R2 R1
R5 RIN R4
-15V 0.1μF
单稳触发器电容 +V逻辑 R3
FOUT
-IN 1
NC- 2
NC- 3 -VCC 4
5 C1 NC- 6 FOUT 7
+A -
1mA
单稳态 -VS 触发器
W1 W2 比较器
14 +IN 13 VOUT 12 +VCC
若要求输入脉冲频率FIN=10KHz时输出电压VOUT=10V，可使 R1+R2=40KΩ，C1=3650pF，C2=0.01μF。
单片机原理与应用
中ADVFC32的内部结构与引脚分布如图7.40所示，有14个引脚，采
用双列直插式结构。在联接使用时，主要外接的器件有电阻RIN、积 分电容器C2，输出电阻R3以及单稳定时器电容C1。这些器件的参数可 由下列公式计算：
C1
3.3105 Fmax
3.010小于1000pF）
C
+VS
VIN
R
IIN
A
+
VINT
比较器
W1 W2
RX CX 单稳态定时器
RL
Vo
(f)
S IR
-VS
图7.38 V/F转换器原理图
假设开始时单稳态定时器输出低电平，恒流源与反相输入端
开路。这时流过积分器的电流只有输入电流IIN。该电流对积分 电容器C充电，使积分器输出VINT下降。下降到0V时比较器翻 转，触发单稳态定时器输出宽度为t0的正脉冲，使模拟开关S闭 合，恒流源向积分电容器C反向充电（也称为电容器放电），
单片机原理与应用
单相交直交变频电路设计
单相交直交变频电路设计一、设计原理单相交直交变频电路的设计原理基于电力传输和转换的基本原理。
在单相交流电路中，电压和电流是以正弦波形式周期性变化的，一般为50Hz或60Hz。
通过变频电路，可以将交流电转换成直流电。
具体来说，设计单相交直交变频电路需要以下几个步骤：1.变压器：将输入的交流电转换成所需的电压级别。
可以使用变压器将输入的交流电变压成适合电路中其他元件工作的电压。
变压器的设计需要考虑输入和输出的电压、电流、功率以及变压器的效率等因素。
2.整流：将变压器输出的交流电转换成直流电。
可以使用整流电路，如整流桥等，将交流电的负半周去掉，只保留正半周的波形，得到直流电。
3.滤波：将整流后的波形进行滤波处理。
可以使用滤波电路，如滤波电容器和滤波电感器，去除直流电中的纹波。
4.变频：将直流电转换成需要的频率。
可以使用电子元件，如变频器、可控硅等，将直流电转换成所需的频率，供其他设备使用。
二、设计步骤下面介绍单相交直交变频电路设计的具体步骤：1.确定输入和输出参数：根据设计的要求，确定输入交流电的电压、电流和频率，以及输出直流电的电压和频率。
2.变压器设计：根据输入和输出的电压、电流和功率计算变压器的参数，如绕组的匝数、铁心的尺寸和材料等。
根据设计要求选择合适的变压器。
3.整流电路设计：根据所需的直流电压和电流，选择适当的整流电路，如整流桥，计算所需的电阻和电容等参数。
4.滤波电路设计：根据直流电的纹波要求和设计的负载特性，选择合适的滤波电容器和滤波电感器，计算其容值和电感值。
5.变频电路设计：根据所需的输出频率和功率，选择合适的变频器或可控硅等元器件，计算相关参数。
6.整体电路设计：将以上设计的各个部分组合成一个整体电路。
根据实际的电路布局和连接要求，将元件依次连接，形成单相交直交变频电路。
7.电路分析和仿真：使用电路仿真软件，如PSpice等，对设计的电路进行分析和仿真，检查电路的性能和工作过程是否满足设计需求。
信号转换电路IV-频率电压转换电路资料
（2）ui >0，uC负向增加， uC≤U2时，比较器输出uo由负向限幅电压突变为正向限
幅电压，V导通，电容C通过R3放电，积分器输出迅速回升。 uo通过正反馈电路使比 较器同相端电压up突变为U1。
（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。
约 10mV t
t
2020/9/24
u单i >稳u态6，定输时入器比输较出器端输Q出为高高电电平平，，
V精导密通电，流u源o=输Uo出L≈电0V流，is开对关CLS充闭电合，，
u内电6逐放，渐电Ct电上管压升截上。止升与，。引电脚源5U相经连Rt的对芯Ct充片
u时s=器u输Ct出≥2端UQ/3为时低，电单平稳，态V定截 止， uo = UoH = +E，电流 开关S断开， CL通过RL放电， 使u6下降。 Ct通过芯片内放 电管快速放电到零。 当冲周u6期≤，ui时如，此又循开环始，第输二出个端脉便 输出脉冲信号。
8
集成V/F转换器——LM131
+U 8
1 整个周期内，RL 在消耗电荷 2 恒流源提供电荷 （充电）的时间由 CL 单稳触发器的暂态 决定 3 电荷平衡（电源 提供的电荷量等于 电阻消耗的电荷量）
精密 电流源
电流 输出 1
电流 开关
RL
2
基准
电压
1.9V
- 基准 比较
+器
iS
uo
频率 3 驱动 V RS 输出
5
二、电荷平衡型
在一个周期T=t0+t1中，积分电容 充电电荷量与放电的电荷量相等，
即i×T= Is×t0
19种电压转换的电路设计方法
19种电压转换的电路设计方法1.原理变压器：这是最常见的电压转换方法。
通过调整输入和输出绕组的匝数比例来实现电压的转换。
输入和输出电压之间的比例由变压器的匝数比决定。
2.电容滤波器：通过将电容器连接到电源电路上，可以平滑电压曲线并降低噪声和纹波。
这种方法常用于将交流电转换为直流电。
3.整流器：整流器将交流电转换为直流电。
它使用二极管来将电流沿着一个方向传导，滤去反向的电流。
4.逆变器：逆变器将直流电转换为交流电。
它使用开关元件（通常是MOSFET或IGBT）来控制电流的流向，从而产生交流电。
5.降压变频器：降压变频器将输入电源的电压降低到所需的电压水平，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
6.升压变频器：升压变频器将输入电源的电压提高到所需的电压水平，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
7.升压降压变频器：这种变频器可以同时提高和降低输入电源的电压，并将频率转换为所需的频率。
8.变压斩波器：变压斩波器是一种组合使用变压器和斩波电路的电压转换方法。
它可以将输入电源的电压转换为相对较高或较低的电压，并通过斩波电路将电压转换为所需的波形。
9.交直流变频器：这种变频器可以将输入电源的交流电转换为直流电，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
10. 静态功率因数校正器：静态功率因数校正器（Static Power Factor Corrector，SPFC）通过测量输入电源的功率因数，然后通过相应的电路来纠正功率因数。
11.高压直流输电（HVDC）系统：HVDC系统可以将交流电转换为直流电，并通过输电线路将电力传输到远距离。
在接收端，直流电再次转换为交流电。
12. 交变流转换器：交变流转换器（AC-AC Converter）可以将输入电源的电压和频率转换为所需的输出电压和频率。
13.PWM控制器：脉冲宽度调制（PWM）控制器可以通过切换一个开关来调整输出电平的占空比，从而实现电压的转换。
14. MPPT控制器：最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）控制器可将光伏发电中太阳能电池板产生的直流电转换为所需的电压和电流水平。
dcdc pwm控制电路的设计
DCDC PWM控制电路的设计一、概述DCDC PWM控制电路是一种常用的电子控制系统，用于将直流电源转换为可变电压和可变频率的电源。
它在各种电子设备中广泛应用，如无线终端充电器、电动汽车、太阳能逆变器等。
在本文中，我们将讨论DCDC PWM控制电路的设计原理和方法。
二、DCDC PWM控制电路的工作原理DCDC PWM控制电路主要由三部分组成：输入滤波器、PWM控制器和输出滤波器。
其中输入滤波器用于滤除输入电源中的噪声和干扰，保证输入电源的稳定性；PWM控制器通过对开关管的控制，调节输入电源的电压和频率；输出滤波器用于滤除PWM控制器产生的高频噪声，保证输出电源的稳定性。
PWM控制器的工作原理是通过对开关管的控制，实现对输入电源的调节。
当需要提高输出电压时，PWM控制器会增大开关管的导通时间，从而增加输入电压；当需要降低输出电压时，PWM控制器会减小开关管的导通时间，从而减小输入电压。
通过不断调节开关管的导通时间，PWM控制器可以实现对输出电压的精确控制。
三、DCDC PWM控制电路的设计要点1. 选择合适的开关管在设计DCDC PWM控制电路时，选择合适的开关管是非常重要的。
开关管的导通电阻和关断电压会直接影响到电路的效率和稳定性。
一般来说，导通电阻越小、关断电压越小的开关管，电路的效率和稳定性就越好。
2. 选择合适的PWM控制器PWM控制器是DCDC PWM控制电路的核心部分，它的性能直接影响到整个电路的稳定性和可靠性。
在选择PWM控制器时，需要考虑输入电压范围、输出电压范围、最大负载功率等参数，并根据实际需求进行选择。
3. 合理设计输入滤波器和输出滤波器输入滤波器和输出滤波器在DCDC PWM控制电路中起着重要作用，它们可以有效地滤除电源中的噪声和干扰，保证电路的稳定性。
在设计输入滤波器和输出滤波器时，需要考虑到电路的工作频率、负载功率、输出波形的纹波等因素，并进行合理的设计。
4. 合理设计反馈回路反馈回路是DCDC PWM控制电路中的重要组成部分，它可以实现对输出电压的精确控制。
VF转换电路
采用LM331H的电压/频率转换电路图
如图是采用LM331H的电压/频率转换电路，它将0～10V的输入电压转换为0～100 kHz 的脉冲列。
LM331H是单片电压/频率转换器，片内有1.9V的基准电压、电流开关、比较器、双稳态多谐振荡器等。
电路中，LM331H将电压转换为频率，但为了扩大量程范围，增设了FET输入型运放A1 （LF356H）。
基准电流IR由接在LM33lH的2脚电阻设定，由于片内基准电压为1.9V，囚此，IR=1.9V（R1+RP1），通常设定为100～150 μA，另外，电流开关输出端（1脚）的电流平均值I0与输入电流IN相等。
当充电电压等于电源电压的2/3时，片内充放电回路复位，因此，脉宽t=1.1R4C3，平均电流，即与频率成比例，于是，。
由此可见，调节A1、R4、R5电阻就可改变输出脉冲的频率，电路中，用RP1改变频率。
时间常数。
如图采用LM331H的电压/频率转换电路
C2为平滑电容，容量大，则对输入电压的响应速度慢，应选用最佳值。
VD1为箝位二极管，以免负电压加到LM331H的7脚上。
R2和R3对电源进行一半的分压作为芯片的基准电压。
LM331H的输出为集电极开路方式，驱动逻辑电路时要接上拉电阻R6，直接驱动光电耦合器时要接限流电阻。
ad650 电压转频率 频率转电压 应用电路
ad650 电压转频率频率转电压应用电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
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。
毕业设计-电压频率变换器设计
模拟电子技术基础课程设计(论文) 电压/频率变换器院（系）名称电子与信息工程学院专业班级电子131班学号学生姓名指导教师起止时间：2015.7.6—2015.7.19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：电子信息工程摘要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，使积分电路能随外加电压的不同而产生不同频率的锯齿波，故采用LM324集成放大器构成的积分器作为输入电路。
积分器的输出信号去控制由LM324集成放大器构成的电压比较器（迟滞比较器），电压比较器（迟滞比较器）的输出信号返回到积分器，可得到矩形脉冲输出，输出频率与输入电压基本呈线性关系，满足输出信号频率的大小与输出电压的大小成正比，即fo ∝Vi。
Vi 变化范围：0～10 ，fo变化范围：0～10kHz。
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，当电容放电到某一域值时，电容C 再次充电。
由此实现Vi 控制电容充放电速度，即控制输出脉冲频率。
放大器的所需的直流稳压电源采用串联反馈式稳压电路，该电路的输出电压值范围可调。
熟练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。
本系统采用Multisim仿真软件进行仿真测试。
在保证功能的前提下控制器件成本。
采用单面印制电路板对整体电路进行合理的布线，并进行焊接与调试。
输出信号均达到设计要求且稳定工作。
关键词：锯齿波；电压比较器；充放电；积分器目录第1章绪论 (1)1.1 电压/频率变换器的发展概况 (1)1.2本文研究内容 (1)第2章电压/频率变换器总体设计方案 (2)2.1 电压/频率变换器设计方案论证 (2)2.2总体设计方案框图及分析 (2)第3章电压/频率转换器单元电路设计 (3)3.1电压/频率变换器具体电路设计 (3)3.1.1 直流稳压电源电路设计 (3)3.1.2 同相输入迟滞电压比较器电路设计 (3)3.1.3积分器电路设计 (5)3.2 元器件型号选择 (6)3.3 参数计算 (6)3.4 电压/频率变换器总体电路图 (8)第4章锯齿波发生器电路仿真与调试 (9)4.1 Multisim仿真与调试 (9)4.2 仿真结果分析 (11)第5章电压/频率变换器实物制作 (12)5.1 电压/频率变换器电路焊接 (12)5.2电压/频率变换器电路作品 (12)第6章作品测试与数据分析 (13)第7章总结 (14)参考文献 (15)附录I (16)附录II (17)第1章绪论1.1 电压/频率变换器的发展概况随着电子技术的快速发展，电子产品的功能日益强大，与人们日常生活的联系日益紧密。
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。
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 x 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，201 2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。
基于频率转电压的电路设计
基于频率转电压的电路设计
郭涛;刘启明;古依聪;刘叶琦;石帅
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2022(42)11
【摘要】频率转电压电路(FVC)本质是一种实现模数转化功能的电路,通过将模拟信号转换成脉冲信号,实现所输出脉冲信号频率与所输出的电压成线性关系功能电路[1]。
论文将使用电压频率转换芯片LM231,设计一款频率转电压(F/V)电路,实现了1kHz~4kHz频率到1.2V~4.98V和100Hz~800Hz频率到0.65V~5.0V电压的转化,线性度为0.8%,精度为1%,实现最大非线性失真小于0.01%,并对转换电路进一步优化处理,保证信号稳定输出[2]。
【总页数】6页(P199-204)
【作者】郭涛;刘启明;古依聪;刘叶琦;石帅
【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN74
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课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目: 电压/频率和频率/电压转换电路的设计学院: 电子工程系学院专业：电子信息工程班级:姓名:学号:2010年7月5日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勺峰-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 。
1 R矩形波的振荡频率 f 1二4RC R22.1.2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。
滞回比较器：用来输出矩形波，积分器得到的三角波可触发比较器自动翻转形成矩形波。
稳压管：用来确定矩形波的幅值。
图2 总体框架图2.2功能模块的设计2.2.1积分电路工作原理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。
由于同相积分电路的共模输入分量大，积分误差大，应用场合少，所以不予论述,反相积分电路如图3所示，电容器C引入交流并联电压负反馈，运放工作在线性区。
由于积分运算是对瞬时值而言的，所以各电流电压均采用瞬时值符号。
由电路得u 。
U C u所以U o - Edt EtRC RC由此看出，当E 为正值时，输出为反向积分，E 对电容器恆流充电，其充电电流 为E/R ,故输出电压随线性变化。
当U o 向负值方向增大到集成运放反向饱和电压 U °L 时，集成运放进入非线性工作状态，U o U OL 保持不变，图3所示。
如输入是方波，则输出将是三角波，波形关系如图 4所示。
当时间在0〜b 期间时，U iE 电容放电U cU c (tJ1 t2 RC t1U o (tJUom1 t2t Edt U om Edt U c(tjRC 所以1 t2EU oU cEdtUomt U omRCt1RC当t= t 2时, U ou om 0如此周而复始，即可得到三角波输出当时间在t 1〜t 2期间时，U iE 电容充电，其初始值因为端是虚地，即u-=o,并且U Ci c dt U c (O)式中U c (O)是积分前时刻电容C 上的电压，称为电容端电压的初始值。
所以U o1RCU i dt U c (0)把 i c i i 比代入上式得R1U oU i dt U c (0)当U c (0) 0时U o1 RCU i dt若输入电压是图所示的阶跃电压，并假定 U c (0)0,则 t>=0 时，由于 U iE ，U o — '1 EdtRC 0ERC当 t= t | 1 时，U o Uom上述积分电路将集成运放均视为理想集成运放，实际中是不可能的，其主要原因是存在偏置电流，失调电压，失调电流及其温漂等。
因此，实际积分电路uo 与输入电压关系与理想情况有误差，情况严重时甚至不能正常工作。
解决这一情况最简便的方法是，在电容两端并接一个电阻R f ，利用R f引入直流负反馈来抑制上述各种原因引起的积分漂移现象。
但R f C数值应远大于积分时间，即T/2 ，T为输入方波的周期否则R f的自身也会造成较大的积分误差，电路如图4所示.222滞回比较器简单的电压比较器结构简单，而且灵敏度高，但它的抗干扰能力差，如果输入信号因受干扰在阀值附近变化，如图所示，现将此信号加进同相输入的过零比较器，则输出电压将发生不应该出现的跳变，输出电压波形如图所示。
用此输出电压控制电机等设备，将出现错误操作，这是不允许的。
滞回比较器能克服简单的比较器抗干扰能力差的缺点，滞回比较器如图5所示。
滞回比较器具有两个阀值可通过电路引入正反馈获得。
图5 滞回比较器按集成运放非线性运用特点，根据下列公式可得知，输出电压发生跳变的临界条件是U U 。
从图5可得U U RR I IU -U R - U OR1 R f R f当U U 时所对应的U i值就是阀值，即U T H(1 1)U R 1 U OR f R f当U o U OL时得上阀值：R1RU T H1 (1 -)U R -U OLR f R f当U o U OH时得下阀值：U TH2 (1■RL)U R -RLU OHR f R f由阀值可画出其传输特性。
假设U i为负电压，此时U V U输出为U OL，对应其阀值为上阀值U THI。
如逐渐使U i上升，只要U i>U THi，则输出U o U OL将不变，直至U i >=U THI时，U >U ，使输出电压由U OL突跳至U °H，对应其阀值为下阀值U T H2 。
U i再继续上升，U >U 关系不变，所以输出U o U OH不变。
之后U i逐渐减少，只要U i >U TH2，输出U°+U TH2仍维持不变，直至U i <=U TH2时,U+<=U-，输出再次突变，由U OH下跳至U OL。
其同相滞回比较器的传输特性如图6所示。
同样的方法可求得反相滞回比较器的阀值电压和传输特性：R f U R OHU THIRU R RU OLU T H2其传输特性如图6所示。
R2 R3显然，改变UR 即可改变其阀值，从而改变了传输特性，图6所示是Ur=0的情况，此时，两个电路的传输特性均以纵轴对称。
图6传输特性223稳压管稳压二极管的工作原理是利用PN结的击穿特性。
稳压二极管反向击穿后的伏安特性是十分陡峭的，也就是说，通过稳压管的电流有很大变化时，其两端电压变化却很小，几乎是恒定的。
利用这种特性可以构成所要求的稳压电路，为限流电阻，用来限制稳压管中的最大电流。
输入电压或负载发生变化而引起稳压管电流变化时，输出电压即稳压管两端电压几乎为一恒定值。
图7稳压二极管2.3 F/V总电路图设计原理2.3.1方波和三角波发生电路形式的选择由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路形式比较多，但通常均由滞回比较器和积分电路组成。
按积分电路的不同，又可分为两种类型：一类是由普通RC积分电路和滞回比较器构成，另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器组成。
常用的三角波和方波发生电路是由集成运放组成的积分器和滞回比较器组成，如图7所示。
由于采用了由集成运放组成的积分器，电容C始终处在恒流充，放电状态，使三角波和方波的性能大为改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调节振荡频率和幅度。
图8 V/F总电路原理图U2卜U P XT i T2图9 V/F转换波形图分析图7所示电路可知，方波和三角波的振荡频率相同，其值为1 R 34RQ R2方波的输出幅度由稳压管D Z决定，方波经积分后得到三角波，因此三角波输出的幅度为V OM 12.3.2电路元件的选择及参数的确定（1）集成运算放大器的选择输出由于方波的前后沿时间与滞回比较器的转换速率有关，当方波频率较（几十千赫兹以上）或对方波前后沿要求较高时，应选择高速集成运算放大器来组成滞回比较器。
（2）稳压管的选择稳压管的作用是限制和确定方波的幅度。
此外，方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关。
为了得到稳定而且对称的方波输出，通常选用高精度双向稳压二极管，如2DW7 o R3是稳压管的限流电阻，其值根剧所用稳压管的稳压电流来确定。
（3 ）分压电阻R3和R2阻值的确定R3和R2的作用是提供一个随输出方波电压而变化的基准电压并由此决定三角波的幅度输出。
所以 R3和R2的阻值应根据三角波输出幅度的要求来确定。
例如，已知V z 6v，若要求三角波的峰值为V omi 4v，则若取R2=10K，则R3=15K o当要求三角波的幅度可以调节时，R1和R2则可用电位器来代替。
（4）积分元件及和C参数的确定R1和C的值应根据方波和三角波发生器的振荡频率f o来确定。
当分压电阻R1 和R2的阻值确定后，先选择电容C的值然后确定R,的阻值对于图7所示电路，为了减小积分飘移，应尽量将电容C取大些。
但是电容量大的电容漏电也大。
233方波和三角波发生电路的调试方法方波和三角波发生电路的调试，应使其输出电压幅度和振荡频率坊铝浦足授计要求。
为此，可用示波器测量方波和三角波的频率和幅度。
调整电阻 R i的阻值，可以改变振荡频率f o ;调整电阻R2和R3的阻值，可以改变三角波的输出幅度。
2.4频率/电压转换电路的设计频率/电压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。
它有通用运放频率/电压频率/电压转换电路和集成频率/电压转换器两种类型。
■■图9 频率/电压转换电路原理框图2.5功能模块的设计2.5.1过零比较器过零比较器的工作原理是将输入信号与0V地电压进比较来判定输出是高电平还是低电平，例如反相输入端输入的过零比较器在输入正弦信号时，在正弦波的正半周时输出为低电平，而在正弦波的负半周时输出为高电平。
这样就把正弦波变成矩形波了，当然它还可以将三角波等波形变换为矩形波。
过零比较器，顾名思义，其阈值电压U T=0V。
电路如图9(a)所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U OM或-U OM 当输入电压ul<0V时，U O=+U OM ;当输入电压U I>0V时，U O=-U OM。