压频转换电路

1、压频转换电路报告课程名称电子系统设计分数电流/频率转换隔离电路设计一、设计任务设计并制作一个电流（4mA-20mA）一电流/频率转换、隔离电路。二、基本要求1 .输入电流为4mA-20mA。输出频率信号与输入电流幅值呈线性关系，其线性度不低于l%o2 .设计基于LM331的压频变换电路。3 .设计基于光耦的数字信号隔离传输电路。三、电流/频率转换隔离电路的设计电路设计原理图1.图一电路原理图4 .电路元件参数计算输入电压为l-5v,Rl=250Q,可以计算得电流为4mA-20mA之间，由虚短虚断可知一暮ui=-50Il,令R2=1OK,R3=2OK,I1在41nA200niA之间，U1在2V1

2、0V之间，14=-也1=12=磊因为LM331的2端基准电流为100RA-150pA,因此R6+R52碱19k,取R5、R6为10k,其中R6为滑动变阻器。其中，因此I4=-2v60（jA,因此取R4=100K,因为电容c充放电荷量相同，I充T充=1放T放，I充+1放，I充丁充=1放*（普-1充）,由此推出T放=1.9R7*C2=0.011ms,*=罂*R7c2,则频率f=l/T,将U的最大值与最小值带入式中，即可得到频率的范围是2k40k之间。TLP521压降为2V,电流为35n】A,取VCC=5V,R8=F*600。，bmAIc=Ia*CTR=0.005*0.3=L5mA,其中CTR=0.

3、3,R9=-«=3.3kC,LM3311mAl.SfnA元器件清单器件6、8口取经验值R10=Rll=10K,C3=0.01pF。元器件数量LM3311LM3531TLP52111N5819二极管2250Q电阻110K电阻418K电位器110K电位器1100K电阻11K电阻13.3K电阻25K电阻1620Q电阻1luF电容10.luF电容10.OluF电容1!1!3五、电路板实物照片图-电路实物正面照片MUooJoJoQC.二EE33QOOGC-5000003*-号。0006cXCCOGOe少oA-图三电路实物反面照片六、电流/频率转换电路调试步骤1 .当输入电压为IV-5V时，调节

4、电位器R13使得LM353的1引脚电压为-2V-10Vo2 .测得LM331的6引脚和7引脚的电压为l/2Vcco3 .测得LM311的2引脚电压为L9V°4 .调节电位器R6使得LM331的2引脚的输出电流在100uA150uA。5 .用双踪示波器测量LM331的3引脚和5引脚的输出波形。6 .用双踪示波器测量LM331的3引脚和TLP521的输出波形。7 .调节输入电压，取6组数据，由于光耦的最高输出频率为10kHz,且设计的输出频率过高，因此输入电压在0-1V之间调节。8 .调节电位器R6使得LM331的2引脚的输出电流在小于100uA。9 .调节输入电压，取6组数据，由于光耦

5、的最高输出频率为10kHz,且设计的输出频率过高，因此输入电压在0-1V之间调节。图四LM3四的3引脚和5引脚的输出波形nixTDS1012C-SC图五LM331的3引脚和TLP521的输出波形AUT0SETMPm:0.000(100MHz1GS/s,2弋盥闻i：平均值5必坪（智七、实验数据记录整理1 .线性数据f/KHzV/vK/AV/Af2.8030.22/3.7650.2950.0784.58303540.0725.5470.4280.0766.8750.5260.0747.3820.5630.073图六线性数据分析图2 .非线性数据f/KHzV/vK/w/M5.1240.175/6.3840.2130.0306.8230.2410.0648.1420.2850.0338.84303050.0299.47003320.043V/vv/f实验分析：通过对实验数据的记录以及绘制相应的电流/频率特性曲