电压频率变换器
变频器的原理与应用
水泵控制
变频器可用于调节水泵的转速以及控制流量和水压。
电梯控制
变频器可控制电梯的启动、停止、运行速度和楼层 等功能。
暖通空调
变频器可用于调节空调系统的压缩机转速，实现能 效优化。
变频器的优势与特点
1 节能
变频器可以根据负载需求 智能调整电机的转速，从 而减少能源浪费。
2 精确控制
变频器可以实现精确的电 机速度控制，提高生产过 程的稳定性和效率。
变频器的原理与应用
变频器是一种电气设备，用于控制交流电机的转速和输出功率。它通过改变 电源频率和电机电压来实现对电机的精确控制。
变频器的定义
变频器，又称为频率变换器或交流调速器，是一种电子设备，能够改变交流电的率的电源输入转换为可调频率的输出信号。 变频器可广泛应用于工业生产、能源管理、交通运输和电动机驱动等领域。
3 延长设备寿命
变频器通过减少电机启停 的冲击，降低了设备的磨 损，延长了设备的使用寿 命。
变频器的市场前景
行业 工业制造 能源管理 交通运输
预计增长率 8% 12% 10%
由于工业自动化的发展和能源管理的需求增加，变频器市场有望保持稳定增长。特别是在新能源、智能制造和 智慧城市等领域，变频器的应用将进一步扩大。
变频器的工作原理
1
信号处理
2
变频器对传感器获取的信号进行数字化
处理，以便进行后续控制。
3
传感器检测
变频器通过传感器来检测电机的转速、 电流和温度等参数。
频率调整
变频器根据输入的控制信号，通过改变 交流电的频率来调整电机的转速。
变频器的应用领域
工业自动化
变频器广泛应用于工厂生产线上的电机驱动控制， 实现自动化生产。
VFC320压频变换器的原理和应用
VFC320压频变换器的原理和应用1. 简介VFC320压频变换器是一种电子电路设备，用于将输入信号的频率变换成输出信号的电压。
它具有广泛的应用领域，如频率测量、信号生成、数字通信等。
本文将介绍VFC320压频变换器的工作原理和应用。
2. 原理VFC320压频变换器基于频率对电压的转换原理。
它接收输入信号的频率作为输入，经过内部电路处理后产生相应的输出电压。
VFC320压频变换器采用了先进的集成电路技术，具有较高的精度和稳定性。
该器件的基本原理如下： - 输入信号经过一个频率-电压转换器，将频率转换成电压； - 转换后的电压经过一个放大器进行放大； - 放大后的电压经过一个滤波器进行滤波，以去除杂散信号； - 滤波后的信号经过一个输出放大器输出。
3. 应用VFC320压频变换器在许多领域有着广泛的应用，以下是其中几个常见的应用场景：3.1 频率测量VFC320压频变换器能够将输入信号的频率转化为相应的输出电压，因此广泛应用于频率测量场景。
通过测量输出电压，可以准确地得到输入信号的频率。
3.2 信号生成VFC320压频变换器可以接收一个控制信号作为输入，并将其转化为相应的频率输出。
这在信号生成的场景中非常有用，比如无线通信系统中的信号发生器。
3.3 数字通信在数字通信系统中，VFC320压频变换器可以将数字信号的频率转化为模拟信号，从而方便传输和处理。
它可以作为调制解调器中的关键部件，用于将数字信号转化为模拟信号以进行传输，或者将模拟信号转化为数字信号以便于数字信号处理。
3.4 传感器接口VFC320压频变换器可以作为传感器接口电路的一部分，用于将传感器输出的频率信号转化为相应的电压信号。
这在许多自动化系统中非常常见，用于测量和控制环境中的各种参数。
4. 总结VFC320压频变换器是一种重要的电子电路设备，具有频率对电压的转换功能。
通过将输入信号的频率转化为输出电压，它在频率测量、信号生成、数字通信和传感器接口等方面发挥着重要的作用。
电压频率转换器
辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电压/频率转换器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：通信111学号： 110405003学生姓名：阚旋指导教师：（签字）起止时间：2013.7.1—2013.7.12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：电子信息与工程f0的矩形脉冲，且。
（2）Vi变化范围：0~10。
（3）f0变化范围：0~10kHz。
（4）转换精度<1%。
设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要电压/频率变换器实质上是一种振荡频率随外加控制变换器。
其主要是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与输入电压成正比，所以在调频，锁扣，和模/数变换等许多领域中，得到了非常广泛的应用，电压/频率变换电路中的主要部分已经能集成在一块硅片上，这就为它的广泛应用创造了有利条件。
压控振荡器的应用十分广泛，若用方波作为控制电压，压控振荡器就是双频振荡器，能交替输出两种频率的波型，若用正弦交流电压作为控制电压，压控振荡器就成了调频振荡器，能输出抗干扰能力很强的调频波，上述各类信号波形以应用于各种智能测试设备和自动控制系统中。
电压/频率变换器还具有精度高，线性度高，温度系数低，功耗低，动态范围宽的一系列优点。
变频器的作用是什么变频器的功能作用介绍
变频器的作用是什么变频器的功能作用介绍变频器，也叫频率变换器、变频调速器或者交流电调速器，是一种能够将电源的固定频率交流电转变为可调频率的交流电的电力电子设备。
它通过控制交流电源的电压、频率和电流来改变电动机的转速和运行状态，实现对电动机的调速和控制，广泛应用于工业自动化、能源节约和环境保护领域。
1.调速功能：变频器通过改变输出电压的频率和大小，可实现对电机的调速，满足不同工艺要求和工作负荷变化的需要。
相比传统的调速方式，变频器调速更加灵活、精确，可实现精细调节，提高生产效率和产品质量。
2.节能功能：变频器通过控制电机的转速和负荷，可有效减少电机的无效功率损耗，达到节能的目的。
尤其在一些负载变化较大、工作时间较长的设备中，如风机、泵等，变频器的节能效果尤为显著。
3.保护功能：变频器可提供多种保护功能，包括过载保护、短路保护、过电压保护、欠电压保护、过热保护等。
一旦电机出现异常工况，变频器可迅速切断电源，防止设备损坏和人身安全事故的发生。
4.起动功能：传统的起动方式对电机的电击、冲击大，容易损坏电机和传输设备。
而变频器通过逐渐加速的方式起动电机，使电机在稳步运行状态下启动，能够避免起动过程中的冲击和振动，延长电机和设备的使用寿命。
5.多功能控制：变频器不仅可以实现对电机的调速控制，还可以根据不同的工艺要求，通过编程实现多种功能控制，如定时控制、跟随控制、位置控制、压力控制等。
这为各行各业的自动化生产提供了更多可能性。
6.提高工作环境：由于变频器可通过调节转速避免电机噪音和振动，减少机械零部件的磨损，提高工作环境的舒适度和安全性。
同时，变频器的高效节能功能也可以减少电机的热量产生，降低电气设备与环境温度，减轻制冷设备的负担。
7.电网改善：由于变频器能够降低电机的启动电流，减少电网的峰值负荷，使电网能够更稳定可靠地工作，减少对电网的冲击和损坏。
总之，变频器作为一种功能强大的电力电子设备，可以实现电动机的调速和控制，具有精准的调速性能、良好的节能效果、全面的保护功能等优点，广泛应用于各个行业领域，推动了工业自动化的发展，为节能减排和环保做出了重要贡献。
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
频率变换器的工作原理详解
频率变换器的工作原理详解频率变换器，也被称为变频器或变频调速器，是一种用于调节电机转速的电气设备。
它通过改变电源频率，实现对电机转速的精确控制。
本文将详细解析频率变换器的工作原理。
一、频率变换器的组成部分频率变换器通常由以下几个主要部分组成：1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，供给后续电路使用。
2. 中间电流环节：通过使用电感和电容组成的滤波器，将直流电源转换为平滑的直流电压。
3. 逆变器：将平滑的直流电压转换为可调节频率和幅值的交流电源。
4. 控制电路：接收外部输入信号，根据设定的参数，控制频率变换器输出的频率和转速。
二、频率变换器的工作原理频率变换器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入电源变换：交流电源首先通过整流器，将其转换为直流电源。
这是通过控制整流桥中的可控电子器件（如二极管或晶闸管）的导通和截止来实现的。
整流器的作用是将电源的波形变换为直流脉动电压。
2. 平滑电流输出：直流电源通过中间电流环节，如电容滤波器和电感滤波器，将直流电压平滑成稳定的直流电流。
这主要是通过电容器的充放电原理和电感的储能作用来实现的。
3. 逆变输出：平滑的直流电流经过逆变器，通过高频开关器件（如晶体管或IGBT）的开关控制，转换成可调节频率和幅值的交流电源输出。
逆变器通常采用Pulse Width Modulation（PWM）技术，通过控制开关器件的导通时间比例，来控制输出的频率和幅值。
4. 控制调节：频率变换器的控制电路接收外部输入信号，如速度设定信号，根据设定的参数和算法，通过对逆变器中开关器件的控制，调节输出频率和转速。
控制电路通常使用微处理器或专用芯片，通过运算和逻辑控制实现闭环控制的目的。
三、频率变换器的应用领域频率变换器广泛应用于各个领域，如工业、交通、家用电器等。
其中一些应用场景包括：1. 电机控制：频率变换器可实现电机的调速控制，提高效率和精准度。
在工业生产中，频率变换器广泛应用于机械设备的速度和转矩控制。
ft2000+技术参数
ft2000+技术参数
FT2000+是一款广泛用于工业和商业应用的通用型频率变换器。
它具有多种技术参数，包括输入电压范围、输出电压范围、额定频率、输出频率范围、效率、保护功能等。
以下是对FT2000+的技术参数的详细描述：
1. 输入电压范围，FT2000+通常具有宽广的输入电压范围，可以适应不同国家和地区的电网标准，一般包括单相和三相输入。
2. 输出电压范围，FT2000+的输出电压范围通常可以根据具体应用的需求进行调整，可以提供稳定的输出电压。
3. 额定频率，FT2000+通常适用于50Hz或60Hz的电网系统，能够稳定输出符合标准的电能。
4. 输出频率范围，FT2000+可以根据需要进行频率变换，通常可以实现从几十赫兹到几千赫兹的输出频率范围。
5. 效率，FT2000+的效率通常较高，能够将输入电能有效地转换为稳定的输出电能，降低能源浪费。
6. 保护功能，FT2000+通常具有多种保护功能，如过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护等，能够保障设备和电网的安全稳定运行。
总的来说，FT2000+作为一款通用型频率变换器，具有多种技术参数，可以根据具体的应用需求进行定制和调整，以满足不同行业和领域的电能变换需求。
VFC320压频变换器的原理和应用
R1 和 C1 直接影响转换关系, 它们的制造公差可进
行补偿( 图 5 和图 6 中的 R3) , 但温度系数要小。可用陶 瓷萘基苯唑电容器, 同时要尽量缩短连线, 减小杂散电容
的影响, 或者在上式中扣除一个杂散电容修正量。
C2 的容 量对转换关系没有 直接影响, 但其漏电 流
会增 大转换误差, 陶瓷 电容器对多 数应用都 能满足 要
1 电路结构和特点
图1
图2 V FC320 的 结 构 如 图 1 所 示, 由 运 算 放 大 器 A M P 、电 压比较 器 A 和 B、触 发器 F F 、集电极 开路 晶 体 管 T 0 、- 7. 5V 的基 准电 压和 1m A 电 流源 IA 和 IB 组成。工作时只要接很少几个外部元件就可方便 调节 输入和输出的工作范围, 并容易保证转换精度。输入运
系统特别 适用于工业 干扰环境 中控制信 号的检测、传 递和处理。图 9 中, 脉冲信号是通过双扭线传送到目的 地, 再整形计数后送计算机处理。图 10 中则是利用光 纤传导, 实现了电隔离。脉冲信号到达目的 地后, 一路 经 V FC320 进行频率-电压 变换作模拟输出, 一路经时 钟闸门后计数, 实现数字显示。
图 7 中, R EF101 中的 精密电阻和 基准电压, 把加 在它 1 脚的- 10V 至+ 10V 的电压变换为 8 脚的 0 至 + 10V 的电压后, 再由 V F C320 去变换, 实现了双极性 的电压-频率变换。
图 8 是由 V F C320 构成 的数字 电压 表。 它把模拟 输入电 压变换 为频率 输出脉冲 后, 通过时钟 闸门去 计数, 最后以 数字形 式显示 出来。V FC320 的精度可 使其数字 分辨率达 到 14 位。
电压频率变换器课程设计
电压频率变换器课程设计题目：电压频率变换器课程设计目标：设计一个电压频率变换器，能够将输入电压的频率转换为输出电压所需的频率，并能够实现输出电压的稳定控制。
一、设计思路1.1：电压频率变换器基本原理电压频率变换器通常由输入滤波电路、逆变桥式电路和输出滤波电路三部分组成。
其中，输入滤波电路主要用于去除输入电压的噪声和杂波；逆变桥式电路能够根据输入电压的频率，在输出端产生相应频率的电压信号；输出滤波电路主要用于消除逆变桥产生的高频噪声和杂波。
1.2：电压频率变换器的工作原理电压频率变换器工作原理是将输入交流电压经过输入滤波电路后经逆变桥电路转换为直流电压，再通过输出滤波电路转换为输出交流电压。
其中，逆变桥式电路通过向负载施加交替变化的电压，在输出端实现所需频率的电压输出。
二、设计过程2.1：设计电路图根据电压频率变换器的基本原理，设计出输入滤波电路、逆变桥式电路和输出滤波电路的电路图，并加入标准的器件连接。
2.2：制作PCB板根据设计好的电路图，在PCB软件上进行PCB版的绘制。
接着，在针对板子进行压制和固定电路元件。
2.3：调试并优化进行电路的调试和运行，实时检查输出电压的稳定性和频率准确性。
在发现问题时进行优化，并且根据数据试验，调整电路参数和元器件型号，以保证电路的整体性能。
三、设计实现3.1：电路实现根据设计过程完成电路的实现，可根据实际的应用需求调整电压和频率的范围以及输出电压的精度。
3.2：软件调整在基于脉宽调制（PWM）的输出电压处理电路中，通过改变PWM 占空比调节输出电压的大小，因而根据需要不同，可对软件进行适当调整。
3.3：性能测试运行和调试完成后，进一步进行性能测试，并根据测试结果对电路进行优化，并持续性地对电路性能进行改善。
频率变换器的工作原理详解
频率变换器的工作原理详解频率变换器，也被称为变频器或者变频驱动器，是一种用于改变交流电源频率的电子装置。
它通过调整电源的输出频率，实现电动机的转速控制，广泛应用于工业自动化领域。
本文将详细介绍频率变换器的工作原理。
1. 引言在工业生产中，许多设备需要根据实际需要调整转速，以满足不同的工艺要求。
传统的方法是通过使用变速机械装置来实现，但是这种方式存在效率低、维护复杂等问题。
频率变换器的出现，极大地简化了这个过程。
2. 基本结构频率变换器的基本结构包括整流器、逆变器和中间直流环节。
整流器将交流电源转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为可调频率的交流电，供给电动机使用。
3. 整流器整流器的主要功能是将交流电源转换为直流电。
常见的整流器有单相整流器和三相整流器两种。
单相整流器适用于小功率驱动器，而三相整流器适用于大功率驱动器。
4. 中间直流环节中间直流环节主要由电容器和电阻组成。
电容器用于存储直流电，平滑电压，防止变频器对逆变器产生干扰。
电阻则用于限制电容器的充电和放电电流，保护整个系统。
5. 逆变器逆变器是频率变换器的核心部件，负责将直流电转化为可调频率的交流电。
逆变器采用先进的PWM（脉宽调制）技术，通过调整脉冲的宽度和频率来控制输出电压的频率和幅值。
6. 控制单元控制单元是频率变换器的大脑，负责监测和控制整个系统。
它根据输入的转速信号和负载要求，计算出逆变器输出所需的频率和幅值，然后通过PWM技术调整逆变器的工作状态，最终实现电机的转速控制。
7. 工作原理频率变换器的工作原理可以简单概括为：通过整流器将交流电源转换为直流电，然后经过中间直流环节进行电压稳定，接着逆变器将直流电转换为可调频率的交流电，最后通过控制单元调整逆变器的工作状态，实现电动机的转速控制。
8. 应用领域频率变换器广泛应用于各个行业，如机械制造、石油化工、纺织、电梯等。
它可以实现电动机无级调速，提高生产效率，节约能源，并具有优异的控制性能和可靠性。
变换器的工作原理
变换器的工作原理
变换器是一种电子设备，用于将电能在不同电压、电流、频率或相位之间进行转换。
其工作原理基于电磁感应现象。
当交流电通过变压器的主线圈时，主线圈产生了一个可变的磁场。
这个变化的磁场通过铁心传导到次级线圈，并在次级线圈中诱导出一个电压。
根据法拉第电磁感应定律，电磁感应产生的电压大小与磁场变化率成正比。
因此，当主线圈中的电流变化时，次级线圈中的电压也会相应变化。
通过调整主线圈和次级线圈的匝数比例，可以使得输出电压与输入电压之间实现升压或降压的转换。
变换器也可以用于改变交流电的频率。
通过在变压器的次级线圈上接入额外的电子元件，如晶体管或开关管，可以实现对输入电流进行周期性的打开和关闭。
这样的操作导致了输入电流断断续续地流动，进而改变了整个电路中的频率。
除了变压和变频，变换器还可以实现相位转换。
通过将输入电流与一个额外的相位源进行比较，可以调整输出电流与输入电流之间的相位差。
这个相位差的大小取决于变压器和比较电路的设计。
总的来说，变压器以及额外的电子元件在变换器中协同工作，通过电磁感应、电子开关和相位比较等原理实现不同电压、电流、频率和相位之间的转换。
这种转换为电子设备的正常运行提供了重要的能源适配和传输的功能。
1-1变频调速的基础知识
U/f控制变频器
U/f控制是在改变变频器的输出频率的同 时控制变频器的输出电压，使主磁通保 持一定。
转差频率控制变频器
能够在控制过程中保持磁通的恒定，能 够限制转差频率的变化范围，能通过转 差频率调节异步电动机的电动转矩
矢量控制方式变频器
基于电动机的动态数学模型，分别控制 电动机的转矩电流和励磁电流，基本可 以达到和直流电动机一样的控制特性。
作业
P24 1、2
电流型变频器
在交——直——交变压变频装置中，当 中间上流环节采用大电感时，可以等效 成一个电流源，输出交流电是矩形波或 阶梯波
按输入电源分类
三进三出变频器——输入和输出都是三 相交流电 单进三出变频器——输入是单相，输出 是三相
按控制方式分类
U/f控制变频器 转差率控制变频器 矢量控制方式变频器
变频调速的基础知识
变频器分类
变频器即电压频率变换器 是一种将固定频率的交流电变换成频率、 电压连续可调的交流电。以供给电动机 运转的电源装置。
分类
按变换环节分类 按电压的调制方式分类 按滤波方式分类 按输入电源的相数分类 按控制方式分类
按变换环节分类
交——直——交变频器 交——交变频器
按电压的调制方式分类
PAM（脉幅调制） PWM（脉宽调制）
PAM（脉幅调制）
是通过调节输出脉冲的幅值来调节输出 电压的一种方式
PWM（脉宽调制）
通过改变脉冲的宽度和占空比来调节输 出电压的一种方式。
按滤波方式分类
电压型变频器 电流型变频器
电压型变频器
微机习题
微机一、填空题1、电压频率变换器（VFC）构成模数变换器时，其主要优点是（D）A：精度高 B：速度快 C：易实现 D：易隔离和抗干扰能力强。
2、为防止频率混叠，微机保护采样频率fs与采样信号中所含最高频率成分的频率fmax应满足（A）A：fs > 2fmax； B：fs< 2fmax； C：fs>fmax； D：fs=fmax；3、CPU是按一定规律工作的，在计算机内必须有一个（D）A：运算器； B：控制器； C：寄存器； D：时钟发生器。
4．电压/频率变换式数据采集系统，在规定时间内，计数器输出脉冲的个数与模拟输入电压量的(C)。
A：积分成正比 B：积分成反比 C：瞬时值的绝对值成正比5．采用VFC数据采集系统时，每隔TS计数器中读取一个数。
保护算法运算时采用的是(C)。
A：直接从计数器中读取得的数 B：TS期间的脉冲个数C：2TS或以上期间的脉冲个数6．数字滤波器是(C)。
A：由运算放大器构成的 B：由电阻、电容电路构成的 C：由程序实现的7．在微机保护中经常用全周傅氏算法计算工频量的有效值和相角，当用该算法时正确的说法是(C)。
A：对直流分量和衰减的直流分量都有很好的滤波作用B：对直流分量和所有的谐波分量都有很好的滤波作用C：对直流分量和整数倍的谐波分量都有很好的滤波作用8、微机保护中，每周波采样20点，则(A)。
A：采样间隔为lms，采样率为1000HzB：采样间隔为5/3ms，采样率为1000HzC：采样间隔为lms，采样率为1200Hz9．微机保护要保证各通道同步采样，如果不能做到同步采样，除对(B)以外对其他元件都将产生影响。
A：负序电流元件 B：相电流元件 C：零序方向元件10．微机保护一般都记忆故障前的电压，其主要目的是(B)。
A：事故后分析故障前潮流B：保证方向元件、阻抗元件动作的正确性C：微机保护录波功能的需要11．微机保护中用来存放原始数据的存储器是(C)。
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。
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。
继电保护工专业理论知识模拟题库及答案
继电保护工专业理论知识模拟题库及答案1、数字滤波器是()。
A、由运算放大器构成的B、由电阻、电容电路构成的C、由程序实现的答案：C2、在数字保护中，电压频率变换器（VFC）构成模数变换器时，其主要优点是（）。
A、精度高B、速度快C、易隔离和抗干扰能力强D、经济性好答案：C3、在研究任何一种故障的正序电流（电压）时，只需在正序网络中的故障点附加一个阻抗ΔZ，设负序阻抗为Z2，零序阻抗为Z0，则两相短路附加阻抗ΔZ为（）。
A、Z2+Z0B、Z2C、Z2×Z0//Z2+Z0D、Z0答案：B4、下列不属于母差保护复合电压闭锁元件的组成部分的是（）。
A、正序电压B、相电压C、负序电压D、零序电压答案：A5、用于500KV母差的I母母差边开关5011、5022、5031电流互感器分别选用（）。
A、5P20极.5P20极.5P20极B、TPY极.0.2S极.TPY极C、TPY极.5P20极.TPY极D、TPY极.TPY极.TPY极答案：D6、按照部颁反措要点要求，对于有两组跳闸线圈的断路器（）。
A、两组跳闸回路可共用一组直流熔断器供电B、其中一组由专用的直流熔断器供电，另一组可与一套主保护共用一组直流熔断器C、其每一跳闸回路应分别由专用的直流熔断器供电D、对直流熔断器无特殊要求答案：C7、灯光监视的断路器控制和信号回路，红灯亮表示（）。
A、断路器在合闸状态，并表示其合闸回路完好B、断路器在合闸状态，并表示其跳闸回路完好C、断路器在跳闸状态，并表示其合闸回路完好D、断路器在跳闸状态，并表示其跳闸回路完好答案：B8、开关失灵保护应选用哪种电流互感器（）。
A、PB、TPXC、TPYD、TPZ答案：A9、对中性点经间隙接地的220kV变压器零序过电压保护，从母线电压互感器取电压的3U0定值一般为（）。
A、100VB、180VC、50VD、57.7V答案：B10、我国220kV及以上系统的中性点均采用（）。
A、直接接地方式B、经消弧线圈接地方式C、经大电抗器接地方式D、经大电阻接地答案：A11、用实测法测定线路的零序参数，假设试验时无零序干扰电压，电流表读数为20A，电压表读数20V，瓦特表读数为137W，零序阻抗的计算值为（）。
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课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：电压/频率变换器学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：日期：年月日电压/频率变换器一、设计任务与要求说明：电压/频率变换电路实质上是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器。
主要技术指标与要求：（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OfυI。
（2）υI变化范围：0～10V。
（3）ƒO变化范围：0～10kHz（4）转换精度<1% .二、方案设计与论证Vi图1 电压/频率变换器总体框架图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。
方案一、电压频率变换器的输出信号频率f0与输入电压vi的大小成正比，输入控制电压v1常为直流电压，可以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。
利用输入电压的大小改变电容器的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，可以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，当电容放电到某一定值时，电容再次充电。
所以，输出脉冲信号的频率决定于电容的充放电速度，即决定于vi值的大小，从而就实现电压频率变换。
三、单元电路设计与参数计算1、积分器的设计积分器采用集成运算放大器和RC元件构成的反向输入积分器。
具体电路如下：图2 积分器设计2、单稳态触发器的设计单稳态触发器采用555元件一个外接电阻R和电容C元件构成的定时网络。
假设当电源V DD 加上后置位端CUT无触发信号即在稳定状态,输出 V 0为低电平,触发器输出电平,定时器电容C上的电压V C =0由于555的TRI、GND脚短接,故上比较器A1的反相端和下比较器A2的同向端分别偏置在32 VDD和31 VDD 处这个电位就是比较器翻转与否的门限电压值.当CUT端加进低于负向脉冲时,下比较器A2输出为高电平”1”.触发器被置位.输出为低电平.同时555的输出端（THR脚）变为高电平即V0=1,此时,电路处于置位阶段,进入暂稳态,当CUT 端的输出脉冲消失后,下比较器A2虽然输出为”0”,但触发器输出仍保持不变.故555的输出端仍为高电平”1”.而在暂稳期间, VDD 同点R4对电容器C2充电，电容C2上的电压呈指数形上升,当C上电压充至 32 VDD 时,即上较A1的同向端近到32 VDD 时,A1输出为高电平”1”,触发器复位,且输出变为高电平”1”,电容C上的电荷迅速放电到低电平”0”.电路又复原到稳态.单稳态触发器工作特点是：第一、它有一个稳定状态和暂稳状态；第二、在外来触发脉冲作用下，可从稳定状态翻转到暂稳态，此时开关截止输出电压为Vdd；第三、经过一段时间后又自行回到稳定状态。
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的阈值电压以外接R、C 参数有关，单稳态触发器输出的脉冲宽度仅决定于定时元件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，即可方便的调节脉冲宽度，采用积分器作为输入电路，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的输出。
在本电路中的用途是能够使电路在输出端上能得到可调的稳定矩形脉冲。
图3 单稳态触发器3、电子开关设计电子开关采用开关三极管接成反向器形式，当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通，输出近似为0，当触发器输出为低电平时，三极管截止，输出近似等于+Vcc。
图4 电子开关4、恒流源电路设计恒流源是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、不因负载输出（输出电压）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）。
基本的恒流源电路主要是由输入极和输出极构成，输入极提供参考电压，输出极输出需要的恒定电流。
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和大的特点。
恒流范围大致为1uA-20A。
它既可以为各种发大电路提供偏流以稳定器静态工作点，又可以作为其有源负载，以提高发大倍数，并且在差动发大电路和脉冲产生电路中也得到广泛的应用，在本题目中就是利用脉冲产生电路。
恒流源采用开关三极管T和稳压二极管Dz等组件构成的，其具体的电路如下所示，当V为0时，D4和D5截止，D3导通，所以积分电容就通过三极管T放点，当V等于1V时，D4和D5处于导通的状态，D3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。
电路图如下：图5 恒流源电路设计四、总原理图及元器件清单1．总原理图图6 总原理图2．元件清单五、安装与调试根据题目要求结合电路图，输入与输出关系Vi∝f0，题目要求输入电压的范围为1~10V，而输出频率要求为1~10KHZ，所以该VFC电路需有1khz/v 的换系数。
输入有信号电压Vin即积分器电路输入信号控制单稳态触发器时，积分电容充电，积分器输出下降，当降至触发器的触发电平（1/3Vcc），555 置位，使得积分电容通过恒流源反向充电，当积分电容电压上升到2/3Vcc 时，又使555 复位，积分电容又开始充电，从而形成振荡。
（1）、积分器相关计算：首先假设电容正向充电占总脉冲的0.5当输入端输入电压为1V时，整个积分电路输出端的输出电压变化差值为1V，则由积分电路公式可得：-1V=*1V*0.5*T其中T=1/f=1.0*10-3可得：R2*C1=0.5*10-3，令C1=0.025Uf现电路中R5*0.025uF=0.5*10-3，符合计算得到的结果：R2=20千欧（2）、单稳态触发器相关计算：输出脉冲的宽度Tw等于暂稳态的持续时间,而暂稳态的持续时间长短又取决于定时元件R和C的大小.要输出10Khz的方波,则：Tw=T/2=1/10000=0.05ms,而Tw=R8C3ln3=1.1*R8*C3，取C3=1000Pf,可求出R8约为43千欧.按照电路图可知：电容的放电的时间为：Tw=(2/3VCC-0)/(Vi*R1*C1)由上面可以知道：C1=0.025UfTw=T/2=1/10000=0.05ms,可以得到：R1=20千欧六、性能测试与分析（写仿真调试与分析）输入不同的Vi，波形不同，继而反应出频率的变化，如：（1）Vi=1V时：图7从图上可知：T=962.50us，而根据f=1/T可知：f=1.03KHz(2)Vi=2V时：图8从图上可知：T=484.00us，而根据f=1/T可知：f=2.04KHz图9 从图上可知：T=319.00us，而根据f=1/T可知：f=3.13KHz(4)Vi=4V时：图10从图上可知：T=242.00us，而根据f=1/T可知：f=4.13KHz图11 从图上可知：T=192.67us，而根据f=1/T可知：f=5.10KHz(6)Vi=6V时：图12 从图上可知：T=158.68us，而根据f=1/T可知：f=6.04KHz图13 从图上可知：T=141.68us，而根据f=1/T可知：f=7.02KHz(8)Vi=8V时：图14 从图上可知：T=121.84us，而根据f=1/T可知：f=8.01KHz图15 从图上可知：T=110.51us，而根据f=1/T可知：f=9.09KHz (10)Vi=10V时：图16从图上可知：T=96.34us，而根据f=1/T可知：f=10.20KHz七、结论与心得本次的课程设计，我所设计的是电压频率变换器。
通过这次课程设计让我学习到了很大东西，了解了更多模拟电路的知识，认识到理论和实践还是有很大的差别，同时为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
在起初看到这个课题的时候，我不知从何下手，感觉所学知识派不上用场，更不知如何应用到实践中来。
虽然不知所措，但经过多日在图书馆的查找资料和在网上查找资料，对整体的框架有了初步的了解和认识。
在确定了整体的框架后，我在参数确定上遇到了很大的困难，仅仅一个参数的确定和调试就花了我将近两天的时间，不过最后我还是克服困难完成了这一难题。
参数确定之后，由于在画图的时候不是很细心，画错了好多地方，检查好多次都没有能够完全把它改正，最后还是我请教同学，让其帮我搞定的，其实就一点错误，这个错误让我意识到做什么事一定要细心。
在这次课程设计中由于知识量小，遇到了一些困难，但最终还是完成了本次课程设计。
虽然过程有点艰辛，但是能够将自己所学应用而做成有用的东西，心里还是很高兴，由于一开始的毫无头绪，到一步步应用只是去解决问题，感觉很有成就感。
总之，通过本次模拟电路的课程设计，让我受益匪浅。
不仅让我在课堂上所学的知识得到了应用，同时在实践设计中使我学到的知识得到了更好的理解和掌握，更重要的是让我掌握了一些课本上没有的知识，通过我自己的学习和研究从而对电压频率转换器结构有了比较深刻的了解，让我对电子这一学科产生了更加浓厚的兴趣。
通过这次课程设计更加培养了我的自学能力与钻研的精神，使我自己的实践能力有了进一步的提高，增加了将自己所学知识更好的应用于实际的信心。
同时让我对Proutues这个软件有了进一步的学习，使我对它有了更进一步的了解和掌握。
八、参考文献[1] 康华光，陈大钦.电子技术基础[M].第四版.高等教育出版社[2] 谢志萍.传感器与检测技术[M].电子工业出版社[3] 王增福，魏永明.新编线性直流稳压电源[M].电子工业出版社[4] 程勇.实用稳压电源DIY[M].福建科学出版社.2003.10[5] 张新昌.集成运算放大器的应用[M].高等教育出版社，1985[6] 杨世成.信号放大电路[M].电子工业出版社，1985[7] 江晓安.数字电子技术[M].西安电子科技大学出版社,2002[8] 康光华数字电子技术北京[M]：高等教育出版社[9] 潘再平.电气控制基础[M]. 杭州：浙江大学出版社,2003[10] 刘涤尘.电气工程基础[M]. 武汉：武汉理工大学出版社，2002[11] 曾新民, 曾天剑 .运算放大器应用手册[M].电子工业出版社, 1990[12] 吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M].华南理工大学出版社，2006[13] 李哲英.实用电子电路设计[M].电子工业出版社，1995[14] 徐开友.低频电子线路[M].天津大学出版社,2000[15]李继凯.模拟电子技术及应用[M].北京：科学出版社[16] 李继凯，杨艳.数字电子技术及应用[M]. 北京：科学出版社。