电压频率(VF)变换器.

集成V/F、F/V变换器V/F变换即电压到频率的变换，表示输出信号频率f0与输入电压VI成正比。

F/V变换即频率到电压的变换，表示输出电压V0与输入频率fI成正比。

目前实现V/F变换和F/V的变换方法很多，有由分离元件组成的变换电路，也有各种集成电路，这类集成电路使用简单，调试方便，转换精度也比较高，是目前首选器件。

下面将重点介绍LMx31系列V/F、F/V 变换器。

LMx31系列V/F、F/V变换器介绍LMx31系列包括LM131A/LM131、LM231A/LM231、LM331A/LM331，该系列的器件是一种性能价格比较高的集成电路，很适合用作精密频率电压转换器、长时间积分器、线性频率调制或解调等功能电路。

其主要特点有：•双电源或单电源供电（单电源在4～40V范围内均能工作）。

•高的线性度（0.01%）。

•脉冲输出与所有逻辑形式兼容。

•稳定性好，温度系数≤50×10-6/℃。

•功耗低，当电源为5V时，功耗为15mW。

•动态范围宽（10kHz满量程频率下最小值为100dB）。

•满量程频率范围（1Hz～100kHz）。

•成本低。

LMx31系列V/F、F/V变换器的应用实例组成V/F变换器是LMx31组成的简单的V/F变换器。

图中RIN、CIN组成输入滤波环节，RW1为调零电位器，RW2为转换增益调节，RW2要选用多圈电位器。

在CL上串联RB产生一个附加的滞后效应，改善线性度。

RIN取100kW，使7脚的偏流能抵消6脚的偏流影响，以减小频率失调。

CIN取0.01～0.1mF，当输入信号纹波较大时，也可取1mF，但无论如何不应使CIN<<CL，以防止VIN 微小的变化会导致fOUT的瞬时停顿。

按照电路所示的元件值，该电路的指标：输入电压0～+10 V，输出频率为0～10kHz，非线性误差为0.03%。

电机vf控制原理电机VF控制原理1. 引言电机是工业中常见的驱动设备之一，而VF控制又是一种常用的电机控制方法。

本文将介绍电机VF控制的原理及实现方式。

2. 什么是VF控制VF控制是指通过调节电机的电压和频率来实现对电机转速的控制。

其中VF分别代表电压（Voltage）和频率（Frequency）。

通过控制电压和频率的比例关系，可以实现电机的平滑启停、调速和定子电流控制。

3. VF控制的原理•电机速度与电压频率之间的关系电机的转速与供给电压的频率成正比，即转速 = 基础转速 * 频率 / 基础频率。

通过降低电压频率可以降低电机转速。

•电机转矩与电压之间的关系电机的转矩与供给电压成正比，即转矩 = 基础转矩 * 电压 / 基础电压。

通过降低电压可以降低电机的转矩。

•控制策略 VF控制的基本策略是通过控制速度和电压的比例关系来实现电机的控制。

当需要降低速度时，通过降低电压频率来降低转速；当需要降低转矩时，通过降低电压来降低转矩。

4. VF控制的实现方式•变频器变频器是实现VF控制的核心设备，其功能是将输入的电源频率和电压转换为可调节的输出频率和电压。

通过调节变频器的输出参数，可以实现对电机的VF控制。

•控制策略实现VF控制的关键是确定合适的控制策略。

常见的控制策略包括恒转矩控制、恒转速控制和恒功率控制等。

根据不同的应用场景和需求，选择适合的控制策略来实现电机的VF控制。

5. VF控制的优势与应用•优势 VF控制能够实现电机的平滑启停、调速和定子电流控制，具有灵活性和可调节性强的特点。

同时，VF控制还能降低电机的能耗和噪音，提高电机的效率和使用寿命。

•应用 VF控制在工业生产中广泛应用，特别适用于需要频繁启停和调速的场合，如风机、泵及压缩机等设备。

此外，VF控制还被广泛应用于电动汽车、电梯及空调等领域。

6. 结论通过VF控制技术，可以实现对电机的精确控制，满足不同应用场景和需求的要求。

VF控制的原理及实现方式，为电机控制提供了一种高效、可靠的解决方案。

vf转换器工作原理
VF转换器是一种电力电子转换器，用于将交流电能转换为可控的直流电能。

其工作原理基于电力电子学中的开关电路技术，利用高频开关器件将交流电源转换为高频交流电源，再通过变压器实现电压变换和隔离，最终输出可控的直流电源。

VF转换器的核心部件是高频开关器件，常用的有IGBT、MOS管、SiC等。

开关器件的工作状态由控制电路控制，控制电路根据输入信号调整开关器件的导通与断开时间，从而实现输出直流电压、电流的可调控。

VF转换器的输出电压、电流可以通过控制电路调整开关器件的工作频率和占空比实现，同时，输出电压、电流的波形也可以通过控制电路实现多种形式的PWM调制，满足不同的应用需求。

VF转换器广泛应用于电力电子领域，如变频空调、电力变压器、轨道交通等领域，其高效、可靠、可控等特点，为不同行业的电力设备提供了优质的电力转换技术。

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SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700DLB700DPART NO.BLUE OVAL LAMP LEDMODEL SPECIFICATIONS[Contents]1. Devices --------------------------------------------------2. Outline Dimensions -----------------------------------3. Absolute Maximum Ratings -------------------------4. Electro-Optical Characteristics ----------------------5. Reliability Tests ----------------------------------------6. Characteristic Diagrams ------------------------------7. Bin Code Description ---------------------------------8. Packing --------------------------------------------------9. Soldering Profile ---------------------------------------10. Reference ------------------------------------------------11. Precaution For Use -------------------------------------22345689121314SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D1. DEVICESColor DiffusionSourceLensPart NumberDice SourceColorBlueInGaNDiffused Blue LB700D 2. OUTLINE DEMENSIONSNotes : 1. All dimensions are in millimeters.2. Protruded epoxy is 1.0mm maximum.1.02.5±0.05MIN28.0MIN1.0CATHODEMAX1.0DETAIL+0.2-0.00.50.5±0.055.25±0.23.75±0.17.06±0.1XYSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D3. ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (at T a = 25ºC)mW 125P D Power Dissipation V 5V R Reverse Voltage ºC260 ºC for 10 second 2T SSolder TemperatureºC -30 ~ 85T opr Operating Temperature mA 100I FP 1Forward Peak Pulse CurrentºC -40 ~ 100T stg Storage Temperature mA 30I F DC Forward Current UnitValueSymbolItemNotes : 1. t ≤0.1ms, D = 1/102. 3mm bellow seating planeSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D4. ELECTRO-OPTICAL CHARACTERISTICS (at I F = 20mA, T a = 25ºC)nm 476470464λdDominant Wavelength 5--500300V 4.03.6-V F Forward Voltage µA-I RReverse Current (at V R = 5V)Max.Typ.Min.deg.100/502θ½View AngleMcd I VLuminous Intensity 1UnitValueSymbolItemNote : 1. Luminous Intensity Tolerance ±10%SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D5. RELIABILITY TESTS0/221 time 1kV, 1.5k Ω; 100pFESD(Human Body Model)0/50100cyclesT a = -40ºC (30min) ~ 100º(30min)(Transfer time : 5sec, 1Cycle = 1hr)Thermal Shock 0/22100hrsT a = 85ºC, RH = 85%I F = 8mATemperature HumidityOperating0/221000hrs T a = 85ºC, RH = 85%Temperature HumidityStorage 0/221000hrs T a = -40ºC Low TemperatureStorage 0/221000hrs T a = 100ºC High TemperatureStorage 0/220/220/220/22Failures1 time T s = 255 ±5ºC, t = 10sec Resistance to solderingHeat 1000hrs T a = 85ºC, I F = 8mA High TemperatureOperating 1000hrsT a = -30ºC, I F = 20mALow TemperatureOperating 1000hrs T a = RT, I F = 30mA Life Test NoteConditionItem< Judging Criteria For Reliability Tests >LSL 2 X 0.5I VUSL X 2.0I R USL 1X 1.2V F Notes : 1. USL : Upper Standard Level 2. LSL : Lower Standard Level.SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D6. CHARACTERISTIC DIAGRAMSI F = f (V F ),T a = 25ºCI rel = f (θ), T a = 25ºCOff Axis Angle vs. Relative Intensity Forward Voltage vs. Forward Current2.4 2.6 2.83.0 3.2 3.4 3.6110100F o r w a r d C u r r e n t I F [m A ]Forward Voltage V F [V]-100-80-60-40-200204060801000.00.20.40.60.81.0Y XR e l a t i v e L u m i n o u s I n t e n s i t yOff Axis Angle [deg.]-40-20020406080100010203040F o r w a r d C u r r e n t I F [m A ]Ambient Temperature T a [oC]I V = f (I F ),T a = 25ºCI F = f (T a ), T a = 25ºCForward Current vs. Relative Intensity Ambient Temperature vs. Forward Current0510********0.00.40.81.21.6R e l a t i v e L u m i n o u s I n t e n s i t yForward Current I F [mA]SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D-40-200204060801000.50.60.70.80.91.01.11.21.3R e l a t i v e L u m i n u o s I n t e n s i t yAmbient Temperature T a [oC]I V /I V(25C)= f (T A ), I F = 20mA4005006007000.00.51.0R e l a t i v e L u m i n o u s I n t e n s i t yWavelength [nm]I rel = f ( λd), T A = 25ºC, I F = 20mA Wavelength vs. Relative Intensity Ambient Temperature vs. Relative IntensitySEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D7. BIN CODE DESCRIPTION21TForward VoltageColor RanksIntensity BIN CODE800600U450300S 600450T Max.Min.BIN CODE Intensity (mcd) @ I F =20mA 3.23.00 4.03.843.63.42 3.83.63 3.43.21Max.Min.BIN CODE Forward Voltage (V) @ I F =20mA 47647024704641Max.Min.BIN CODE Dominant Wavelength (nm)@ I F =20mASEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D8. PACKING(1) Antistatic poly vinyl bag apply Poly bag:5φLamp Series : 500pcs 3φLamp Series : 500pcs(2) Inner box structureBox : 2 poly bags(3) Outer box structure Box : 27 boxes485.0mm260mm315.0m m70m m170mm97.0m mLX000LXXXXQTY :pcsLOT : 200X.XX.XX XXXSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTDOOORANK1) Bulk PackingSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D2) Tapping Outline DimensionsH oPoW 1DoW 2WW oFP0±1.30±2.0φ4.0±0.55.0±0.512.7±0.312.7±0.59.0±0.51.0±0.513.0±0.318.0 +1.0W2DoW1F Wo Po W P Ho *Package Dimensions (unit : mm )-0.5 1 Box contain quantity.* Remark : Ho -users define.∗ 3φLamp Series : 3000pcs * 5φLamp Series : 2000pcsSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D 3) Forming Outline DimensionsDoPo PH H 1H o WW oW 1FW 2φ4.0±0.55.0±0.512.7±0.312.7±0.59.0±0.51.0±0.513.0±0.318.0 +1.0W1Do WoF WPo H1 *P Ho *W2H *Package Dimensions (unit : mm )-0.5 1 Box contain quantity.∗ 3φLamp Series : 2000pcs* 5φLamp Series : 1500pcs * Remark : H / Ho / H1-users define.SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D 9. SOLDERING PROFILE1) Wave Soldering Conditions / Profile•Preliminary heating to be at 85ºC(120 ºC max)for 20 seconds(60 seconds max).•Soldering heat to be at 235 ºC (260ºC max) for 5 seconds (10 seconds max.)•Soak time above 200 ºC is 5 seconds2) Hand Soldering conditions•Not more than 5 seconds at max. 300ºC, under Soldering iron.024681012141618202224262830323436050100150200250T e m p e r a t u r e [O C ]T im e [s ]PREHEAT 20s (30s Max)85 ºC(100 ºC max)PEAK5s (10s Max)235 ºC(260 ºC Max)Note : In case the soldered products are reused in soldering process, we don’t guarantee the products.SEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D 10. PART NUMBERING SYSTEM*8***-******L CB A 76543211) Lamp LED initial2) ColorU: Ultra Violet, B : Blue (460~490nm), C : Cyan (490~510nm)T : True Green (510~540nm), G : Yellow-Green (540~580nm)Y : Yellow (580~600nm) O : Orange (600~620nm) R : Red (620~700nm)W : WhiteM : WarmI : Infrared 3) If the products have 2 or 3chipsGR : Green + Red ( according to wavelength), FL : Full color4) Outline type1 : 3x2(square),2 : 5x2(square),3 : Phi3,5 : Phi 5 ,6 : 3Phi Oval,7 : 5Phi Oval5) Half angle1: ~14O , 2: 15~24O , 3: 25~34O , 4: 35~44O , 5 : 45~54O …0 : more than 100O6) 1st Development according to a chip7) 2nd Development (other material)D : diffused C : colored Z : zener chip attached8) Stand off typeA, B, C : Bin cord description A: IV, B: WD C: VFSEOUL SEMICONDUCTOR CO., LTD.<060712> Rev. 0.1LB700D 11. PRECAUTION FOR USE1)In order to avoid the absorption of moisture, it is recommended to store in the dry box (or desiccators) with a desiccant . 2)In case of more than 1 week passed after opening or change color of indicator on desiccant components shall be dried 10-12Hr, at 60±5℃.3)In case of supposed the components is humid, shall be dried dip-solder just before, 12Hr at 80±5℃or 10Hr at 100±5℃.4)Any mechanical force or any excess vibration shall not be accepted to apply during cooling process to normal temp. after soldering.5)Quick cooling shall not be avoid.6)Components shall not be mounted on warped direction of PCB.7)Anti radioactive ray design is not considered for the products listed here in.8)This device should not be used in any type of fluid such as water, oil, organic solvent and etc. When washing is required, IPA should be used.9)When the LEDs are illuminating, operating current should be decided after considering the ambient maximum temperature.10)LEDs must be stored to maintain a clean atmosphere. If the LEDs are stored for 3 monthsor more after being shipped from SSC, a sealed container with a nitrogen atmosphere should be used for storage.11)The LEDs must be soldered within seven days after opening the moisture-proof packing.12)Repack unused products with anti-moisture packing, fold to close any opening and then store in a dry place.13)The appearance and specifications of the product may be modified for improvementwithout notice.。

集成电路原理及应用课程设计报告题目VFC同步电压-频率转换器原理及应用授课教师学生姓名学号专业电子信息工程教学单位物理系完成时间 2011年6月17日VFC同步电压--频率转换器原理及应用摘要电压／频率变换电路（Voltage Frequency Converter）简称为U／F变换电路或U／F变换器（UFC），频率／电压变换电路简称为F／U变换电路或F／U 变换器（FUC）。

集成的U／F变换器和F／U变换器在电子技术、自动控制、数字仪表、通讯设各、调频、锁相和模数变换等很多领域得到了广泛的应用。

由于U／F和F／U变换器不需要同步时钟，所以在与微机连接时电路简单。

模拟电压变化转变成频率变换以后，其抗干扰的能力增强了，因此尤其适用于远控系统、干扰较大的场合和远间隔传输等方面。

U／F变换器和F／U变换器有模块式结构和单片集成式两种。

典型的变换方法有4种：积分恢复型、电压反馈型、交替积分型和恒流开关型。

单片集成的U／F和F／U变换器常采用恒流开关型，通常都是可逆的，既可作为U／F使用，也可作为F／U使用，具有体积小、本钱低的优点，但是外围元件较多，精度稍差些。

模块式变换器一般做成不可逆的专用变换器，通常将U／F和F／U设计成两种独立的模块。

其优点是外围元仵少，一般只有调零和调满刻度的元件在集成块的外面，本节以VFC100同步型U／F、F／U 变换器为例介绍U／F、F／U变换器。

第一章引言VFC100是一片功能很强的电压／频率转换器，采用电荷平衡技术，严格的复位组合周期取自外部时钟频率，能较好地消除误差及其他转换器所要求的外部定时元件的漂移。

它还采用高精度输入电阻来设置全刻度输入电压，在许多应用中无需外部调整就可获得所要求的精度。

外加同步频率可设置满量程频率输出，10V满量程输人电压由精密电阻提供。

单稳输出电路对优化输出脉冲宽度很有用，特别用在光学耦合和隔离电压传送中。

精准的5V基准电压可用于双极性输入偏置、激励电桥和传感器以及自动校准系统。

设计一个V/F转换器，研究其产生的输出电压的频率随输入电压幅度的变化关系。

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的峰-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OLM Z V V =± 。

矩形波的振荡频率 2.1.2 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。

VF FV电路1.1 简介在某些高电压，强磁场，干扰大的场合，为了保证模拟量信号能够稳定可靠的传输，要求所以模拟量信号进行光纤隔离。

采用基于光纤通信的V/F(电压/频率),F/V(频率/电压)变换以光信号形式传输电压模拟量信号。

V/F,F/V变换的核心是VFC，FVC变换器，VFC的主要功能是在规定的精度和频率要求范围内将模拟电压信号转换成具有一定逻辑电平的数字脉冲信号，该信号的频率与电压信号成正比。

然后将该信号通过光纤发送器已光信号形式发送出去，在另一端由光纤接收器接收转换成具有一定逻辑电平的数字脉冲信号。

FVC功能相反，在一定精度和频率范围内将某一个频率的数字信号转换成模拟量输出。

这样就实现了模拟量信号的光纤传输，传输系统框图如图1.1所示。

图1.1VF/FV传输系统组成框图模拟量信号发送接收电路组成框图如图1.2所示。

图1.2 模拟量参数光纤隔离组成框图VF与FV硬件变换电路如图1.3-1.4如图所示，核心器件是AD650，AD650是ADI公司生产的高精度电压频率转换器，内部由积分器，精密电流源，比较器，单稳多谐振荡器等组成。

既能用作电压频率转换器，又可以做频率电压转换器，在通讯，远距离传输，仪器仪表等领域得到了广泛应用。

AD650[27]具备如下特点：（1）满刻度频率达到1MHz；（2）非线性度低，在10 kHz满量程时，AD650的线性误差典型值为20 p pm（满量程的0.002%），最大值为50 ppm(0.005%)。

这大约相当于模数转换器电路的14位线性度。

100kHz的非线性度小于0.005%，1MHz的非线性度小于0.07%；（3）既能用于电压频率转换，又能用于频率电压转换；（4）功耗较低，在正负15V供电电压下，工作电流小于15mA;（5）工作温度范围宽(-40~85);（6）输入电压范围宽;图1.3 VF变换电路图1.4FV变换电路1.2 补充（1）仅考虑输入模拟量是直流量的情况，如若有兴趣，可以继续思考输入的模拟量信号不是直流量，而是具有一定频率的交流量信号(比如要求输入的模拟量信号达到1KHZ)，应该如何选择设计电路参数？请仔细研读AD650的DATASHEET，多在ADI官网查阅资料。

电压频率和频率电压转换器ADVFC32及应用一、概述ADVFC32是ADI公司生产的一种低成本的单片集成的实现电压频率转换或频率电压转换的器件。

它具有很好的线性（10KHz时的最大误差时0.01%），最大的工作频率可以达到0.5MHz。

只需要外接很少的器件就可以把输入的正、负电压或电流转换为与之成比例的频率。

频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏压或网络组合来保证输入逻辑电平有较大的范围。

在V/F模式下用一个开放的输出频率收集器可以实现TTL和CMOS兼容。

上拉电阻可以接到30V、15V的电压，或者5V标准CMOS和TTL逻辑电平。

应选取这个电阻值限制输出集电极的电流不超过8毫安。

低输入电压失调漂移，仅有满度的3ppm/℃。

ADVFC32具有以下的一些优点：1、ADVFC32采用的是电荷平衡电路技术，这使得它的电压频率转换具有很高的精度。

它的工作频率的范围仅仅由一个精密电阻和电容决定，其它的元件对频率范围影响不大。

所以可以采用比较便宜的，精度±20%的电阻和电容，这样并不会影响线性和温度漂移。

2、ADVFC32可以很容易满足系统工作范围要求。

选择不同的输入电阻可以实现不同的输入电压缩放比。

输入电阻还可以在最大的输入电压时使输入电流达到0.25mA。

3、频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏置、网络相加和重新组合即可。

4、ADVFC32和其它公司生产的VFC32具有引脚的兼容性。

5、ADVFC32与军用标准MIL_STD_883兼容。

二、封装结构ADVFC32有两种封装方式：一种是14管脚的双列直插式，另一种是10管脚的金属罐式。

图1（A）给出的是ADVFC32的14脚封装结构及引脚排布，图1（B）给出的是ADVFC32的10脚封装结构及引脚排布。

（A）：14引脚封装结构（B ）：10引脚封装结构图1：ADVFC32的两种封装结构三、工作原理及应用设计ADVFC32应用广泛，除了用于电压频率转换和频率电压转换，还可以用于微处理器控制的A/D 转换及其他的电路。