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。

分析设计指标，输入信号幅度较小，因此需要先将信号放大，然后将放大后的信号通过与二极管并联，滤去低于0v的电压，经由555触发器，变为矩形波，经过积分电路和单稳触发器，形成脉冲，再通过滤波电路，得到直流电压。

由于会有干扰信号输入，所以，我们选择了差分放大电路，抑制共模信号，这样可以较好地消除输入信号中的干扰。

2.2各功能的组成

2.2.1输入信号

输入信号由函数发生器产生，有效值为20mv左右，频率为10KHZ，交流信号，可以是正弦波，方波和三角波。

2.2.2放大电路

放大电路由集成运放器构成差分放大电路和比例放大电路。

差分放大电路可以有效抑制共模干扰信号，并且将输入信号放大，以便触发后面电路中的施密特触发器。

输入信号的有效值为20mv，而施密特触发器的触发电压为8~12V，因此，放大电路部分需要放大400~600倍。具体电路参数计算见本报告第三章。

2.2.3零比较器

将二极管负端与放大后信号相接，正端接地，这样可以使通过的信号滤去幅值为负的信号。

2.2.4施密特触发器（555）

施密特触发器的输入电压要求为2/3Vcc

2.2.5单稳态触发器

该单稳态触发器是由施密特触发器（即555）构成，输出窄脉冲信号。

2.2.6滤波电路

将脉冲信号经滤波转换为直流信号。

2.2.7调零电路

用于调节F/V零点精度。

2.3总体工作过程

整个电路是开环电路，从输入交流信号到最终输出直流信号，所需经历的过程如下图所示。