电压频率变换器的设计.doc

电压/频率变换器的设计一、方案论证方案一：方案一原理框图如图1所示，此电路输出信号的频率与输入电压之间成正比例关系，但是由于单限比较器过于灵敏，抗干扰能力弱，输出波形不稳定，所以需考虑用其它电压比较器。 恒流源单稳态电路积分器频率信号图1 方案一原理框图方案二： 方案二原理框图如图2所示，此电路通过积分运算电路、滞回电压比较器实现电压与频率的转换，输出频率与输入电压成正比。滞回比较器具有滞回特性，有一定的抗干扰能力，使输出频率稳定，方案中所用的元件价格较便宜，并且在测控系统中应用广泛，所以采用方案二 。 图2 方案二原理框图积分运算电路滞回电压比较器输出的方波信号电子开关二、电路设计1、积分运算电路设计积分运算电路图如图3所示。图3 积分运算电路2、滞回电压比较器电路设计 滞回电压比较器电路图如图4所示。Ui 图4滞回电压比较器电路三、电路测试 1、当输入电压为4V时，经过积分运算电路出来的是三角波，再通过滞回比较器输出的是矩形波，矩形波的频率为4KHz。输出的三角波及矩形波如图5所示。图5 输入4V时三角波及方波2、输入电压与输出频率成正比关系。由公式f。=Ui/6Uz R1C可以解得输出频率。其中R1=28、C=2.5nF，当输入电压为10V时，输出矩形波的频率为10KHz。输出的三角波及矩形波如图6所示。图6输入10V时三角波及方波 3、数据表电压/频率变换电路性能结果表明：输入电压与输出频率成正比关系。当电压增大时，相应的输出频率也增大；当输入电压减小时，相应的输出频率减小。测试数据表如表1所示。表1 测试数据表电压（V）0123456810频率（kHz）00971952983.904.926.017.99989四、结论、性价比通过测试，所设计的电路满足了设计任务及指标要求，输入Vi为直流电压，输出为f。的矩形脉冲，且f。和Vi成正比。Vi的变化范围在010V之内，fo的变化范围在010kHz之内。设计思路简单易懂，电路图可读性好，所用的器件的价格较便宜，而且性能较好，符合各种要求，性价比较高，可应用到实际中。参考文献1 童诗白.华成英主编.模拟电子技术基础.M北京：高等教育出版社，2006年.2 陈光明等著.电子技术课程设计与综合实训.M北京：北京航空航天大学出版社，2007年.3 张庆双等编著.实用电子电路200例.M北京：机械工业出版社，2003年.4 安兵菊等著.电子技术基础实验及课程设计.M北京：机械工业出版社,2007年.5 赵淑范.王宪伟主编.电子技术实验与课程设计.M北京：清华大学出版社,2006年.6 孙肖子.邓建国主编.电子设计指南.M北京：高等教育出版社，2006年.7 彭介华等著，电子技术课程指导.M北京：高等教育出版社，1997年.8 阎石主编.数字电子技术基础.M北京：高等教育出版社，2006年.附录I 总电路图附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1R1、R2电阻2822R3电阻22 k13R4电阻11 k14R5电阻15 k15R6、R8电阻5.1k26R7电阻10 k17U1、U2集成运放LM747AH28VCC直流电压源