模电课程设计 电压频率变换器(DOC)

淮海工学院课程设计报告书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：频率/电压转换电路的设计系（院）：电子工程学院学期：12-13-1专业班级：电子112姓名：冒佳卫学号：20111206491 引言本设计实验要求对函数发生器、比较器、F/V变换器LM331、反相器和反相加法器的主要性能和应用有所了解，要能掌握其使用方法。

同时要了解它们的设计原理。

本设计实验要求我们要灵活运用所学知识，对设计电路的理论值进行计算得到理论数据，在与实验结果进行比较。

1.1 设计目的当正弦波信号的频率f i在200Hz~2kHz范围内变化时,对应输出的直流电压V i在1~5V范围内线形变化。

1.2 设计内容设计一个频率/电压转换电路，将给定的正弦波信号的频率转化成相对应的直流电压。

设计的各部分包括：比较器、F/V转换器、反相器、反相加法器。

1.3 主要技术要求（1）输入为正弦波频率200—2000Hz; 输出为电压1—5V；（2）正弦波信号源采用函数波形发生器的输出；（3）采用±12V电源供电。

2 频率/电压转换器的总体框图设计=1~5V函数波形发生器输出的正弦波比较器变换成方波。

方波经F/V变换器变换成直流电压。

直流正电压经反相器变成负电压，再与参考电压V R通过反相加法器得到V o3 频率/电压转换器的功能模块设计3.1 函数信号发生器ICL8038芯片介绍3.1.1 ICL8038作用ICL 8038 是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部元件就能产生从 0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。

输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。

另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。

3.1.2 ICL8038管脚介绍图 2 ICL8038表1 引脚功能介绍3.2 比较器电路的设计过零比较器的原理过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。

目录第一章设计指标 (1)设计指标 (1)第二章设计方案及方案确定 (1)2.1设计思想 (1)2.2各功能的组成及原理分析 (1)2.3总体工作过程................................................,,,,,,,,,,,,, 13 第三章电路的组构与调试. (15)3.1 遇到的主要问题 (15)3.2 现象记录及原因分析 (15)3.3 解决措施........... .. (16)3.4 电路的检测 (16)第四章结束语 (17)心得与体会 (17)参考文献 (19)器件表 (19)附图(电路总图) (20)小信号(100mv)电压/频率变换第一章设计指标【设计指标】1.设计内容：小信号（100mv）v/f变换2.设计要求：1）输入0～100mv小信号电压线性变换成0～10KHz频率输出；2）设计精度1‰，既误差不超过10Hz；3）输出波形（脉冲波），脉冲宽度tw=20～40μs。

第二章设计方案及方案确定2.1设计思想输入为0～100mv的小信号线性转换成0～10KHz的输出频率，可先将0～100mv的小信号电压线性转换成0～10v的电压输出，然后再将其转换成0～10KHz的频率输出。

2.2各功能的组成及原理分析1. 0～100mv电压输出电源电压输出为12V，要产生0～100mv的电压，需要一个有固定阻值的电阻和一个滑动变阻器进行分压以调节电压输出。

通过调节滑动变阻器的阻值来改变输出电压（滑动变阻器两端的电压）。

当滑动变阻器的阻值为0Ω时，滑动变阻器两端的电压为0V,当滑动变阻器的阻值为1KΩ时，滑动变阻器两端的电压为100mv。

电阻选择：110KΩ电阻一个，9.1KΩ电阻一个，1KΩ滑动变阻器一个。

滑动变阻器两端电压为输出电压。

电路连接如图一所示。

110k9.1k_LIN50%图1 分压电路产生0～100mv电压2.电压放大1）仪表放大器的特点在测量系统中，通常被测物理量均通过传感器转换为电信号，然后进行放大。

目录一.电路设计 (1)1.1设计方案选择 (1)1.2电路主要框图 (1)1.3设计 (1)1.4电路原理 (2)二.部分电路设计 (2)2.1比较器 (2)2.2频率-电压转化器 (4)2.3反相器 (7)2.4反相加法器 (8)3........................................................................................................................................... 总体电路图 .. (10)4........................................................................................................................................... 测试数据 (11)5........................................................................................................................................... 心得体会及问题 (11)5.1心得 (11)5.2问题及不足 (12)6........................................................................................................................................... 元件清单 (13)7........................................................................................................................................... 所用器件介绍. (13)7.1 比较器LM339 (13)7.2F/V 转换器LM331 (16)7.3反相器/反相加法器OP07 (18).电路设计1.1设计方案选择本组本次设计共有两个供选方案。

模拟电子技术基础题目名称：电压/频率变换器班级：姓名：学号：完成日期： 2011-6-10摘要本实验是对信号的产生、处理及变换功能电路的设计，在实际生产和操作中有这应用广泛。

本设计是主要针对的是模拟电子技术课程的设计，具有可操作性和应用性，学生能够独立完成。

电路信号的转换已经在电子领域中广泛应用，如：采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）变换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。

可以从本实验中学习到更多的电路设计的方法，激发学生的设计兴趣和激情，为以后的学习和工作打下良好大的基础。

而V/f（电压/频率）转换器便是本实验的主要内容。

目录一. 设计任务二. 简略设计方案三. 电路构成和部分参数计算1．积分电路2．单稳态触发器电路3. 电子开关电路图4．恒流源电路的设计四．总原理图和元器件清单1.总原理图2.元件清单五．基本计算与仿真调试分析1.基本计算2.仿真结果六．PCB仿真图七. 设计总结八．参考文献一、设计任务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fυI。

O2.υI变化范围：0～10V。

3.ƒO变化范围：0～10kHz4.转换精度<1% 。

二、设计方案可知电路主要是由积分器、单稳态触发器、电子开关和恒流源电三、电路构成和部分参数计算1.、积分电路：积分电路采用集成运算放大器和RC元件构成反向输入积分器。

电路图如下：2、单稳态触发器电路单稳态触发器由555定时器构成，单稳态触发器具有下列特点：第一、它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二、在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三、暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定的状态。

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阀值电压以外接R、C参数有关，单稳态触发器输出脉冲宽度t W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t W。

模拟电路课程设计报告设计课题：电压频率转换专业班级：09电气技术教育学生姓名：易群学号：090805031指导教师：曾祥华设计时间：2011/1/10（以上小二号、行距40磅）电压频率转换一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。

2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证(一)电源部分单相电压经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压，变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，再通过低通滤波电路滤波，减小电压的脉动，使输出电压平滑，但由于电网电压波动或负载变化时，其平均值也将随之变化，则在滤波电路后接个稳压电路，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

在此次设计中则用220v、50Hz的交流电通过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路利用桥式整流电路实现正、负12V直流电压。

方框图如下：原理：图 10.1.1 直流稳压电源的方框图电网电压直流稳压电源通过变压器、整流、滤波、稳压来实现。

1）通过电源变压器降压后，再对220V 、50Hz 的交流电压进行处理，变压器副边电压有效值决定于后面电路的输出电压。

2)变压器副边电压通过整流电路将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，一般整流电路用单相半波整流和单相桥式整流，但单相半波电路仅试用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合，所以此次采用单相桥式整流电路。

3）经过整流电路的电压仍含有交流分量，再为了减小电压的脉动，则接一滤波电路，输出电压平稳。

图如下：4）交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流成分较小的直流电压，但是当电网波动或者负载变化时，它的值也会变动，则通过稳压电路使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而得到更好的稳定行。

电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。

2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。

方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。

方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。

三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。

变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。

为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。

交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。

稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。

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。

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。

电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生：学号：指导教师：设计时间：题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。

2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。

（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。

方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器→输出 原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。

方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。

三、单元电路设计与参数计算1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。

变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。

为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。

交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。

稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300ufC4、C3：0.22uf C6、C5：0.47ufC7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ2、电压—频率转换部分：○1积分器：图2—1 积分运算电路在电路中，由于集成运放的同相输入端通过R3接地，0==u u N P ，为“虚地”。

2011 ~ 2012 学年第二学期《电压频率变换器》课程设计报告题目电压/频率变换器专业：班级：姓名：指导教师：电气工程系2012年6月6日任务书摘要Protel系列电子设计软件在CAD行业中，特别是在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计领域具有多年发展历史的设计软件。

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电压控制频率应用于振荡电路有很大的发展，在电压控制振荡电路中除了与PLL频率合成器组成频率可变范围较少的VCO以外，还有与控制电压准确成比例而频率变化范围较宽的VCO，这称为电压-频率（V/F）转换器或函数发生器。

另一方面，频率信号抗干扰性好，便于远距离传输，可以调制在射频信号上进行无线传输，也可调制成光脉冲用光纤传送，不受电磁场影响。

由于这些优点，在一些非快速而又远距离的测量中，如果传感器输出是电压信号，愈来愈趋向于使用电压/频率转换器，把传感器输出的信号转换成频率信号。

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，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，可以得到矩形脉冲输出，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，当电容放电到某一阈值时，电容C再次充电，由此实现VI控制电容充电放电速度，即控制输出脉冲频率。

关键词: V/F转换;Protel DXP.第一章电压/频率变换器的原理1.1设计原理电压/频率变换器的输入信号频率f。

与输入电压Vi的大小成正比，输入控制电压Vi 常为直流电压，也可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。

本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，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，当电容放电到某一阈值时，电容C再次充电。

电压频率和频率电压转换电路的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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。

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。

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 =± 。

模拟电路课程设计报告——频率/电压变换器课程名称：模拟电子技术课程设计题目：电压/频率转换电路的设计系（院）：自动化学院专业：自动化专业班级：0311102姓名：xxx学号：xxx时间：2013-06目录评语：成绩：签名：日期：1.题目--------------------------------------------------------- 32. 引言-------------------------------------------------------33. 系统设计原理内容及要求----------------------------33.1 设计目的--------------------------------------------------33.2 设计要求-------------------------------------------------33.3 系统设计原理及内容----------------------------------33.3.2设计思想------------------------------------------33.3.2 频率/电压转换器原理框图--------------------43.3.3 各模块方案设计---------------------------------41. 三角波发生器原理--------------------------------------42. LM331原理---------------------------------------------53. 反向器原理----------------------------------------------94. 反向加法器原理----------------------------------------11 3.4测试与调整-----------------------------123.4.1调试及测量步骤--------------------123.4.2原始数据及处理--------------------123.4.3故障分析--------------------------133.4.4误差分析--------------------------134. 总结--------------------------------------------------------134.1 思考题--------------------------------------------- 134.2 课设总结------------------------------------------ 135. 参考文献--------------------------------------------------141题目：模拟电路课程设计报告2引言：本课题介绍一种频率/电压转换器的设计方法，通过本课题熟悉频率/电压变换器LM331的主要性能和典型应用，掌握运放基本电路的原理，并掌握电路的基本设计，测量和调试方法。

长沙学院课程设计说明书题目电压频率变换器的设计系(部) 电信系专业(班级) 电气2班姓名肖铖学号2011024204指导教师马凌云、龙英、刘亮、陈希起止日期2012/12/10～2012/12/16课程设计任务书长沙学院课程设计鉴定表目录第一章电压频率变换器的设计方案简介 (5)1.1实验目的及应用意义 (5)1.2设计思路 (5)1.3原理框图设计 (5)1.4 电路图 (6)第二章电压频率变换器个单元电路设计 (7)2.1积分设计 (7)2.2单稳态触发器设计 (8)2.3电子开关设计 (9)2.4恒流源电路设计 (9)第三章理论计算 (10)3.1 主要参数表 (10)3.2基本计算 (10)第四章实验结果 (11)4.1 实验数据记录表 (11)4.2输入电压为1V时： (11)4.3输入电压为3V时： (12)4.4输入电压为5V时： (13)4.5输入电压为7V时： (14)4.6输入电压为9V时： (15)4.7输入电压为10V时： (16)第五章设计总结和体会 (17)参考文献 (18)第一章电压频率变换器的设计方案简介1.1实验目的及应用意义1.学习简单积分电路的设计与由555定时器组成的单稳态触发器。

2.用multisim设计出实验原理图，使Vi变化范围：0～10V，fo变化范围：0～10KHz；并分析其功能原理。

1.2设计思路电压频率变换器的输入信号频率fo与输入电压Vi的大小成正比。

输入控制电压Vi常为直流电压，也可根据要求选择脉冲信号作为控制电压，其输出信号为正弦波或者脉冲波形电压。

本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，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，当电容放电到某一阈值时，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。

电压一频率转换电路设计课题：电压一频率转换电路专业班级：_________学生姓名：____________________学号：_______________________指导教师：________________设计时间： __________________题目电压一频率转换电路、设计任务与要求1. 将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。

2. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（土12V）。

（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压一频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。

方案一、采用电荷平衡式电路输入电压、积分器、滞回比较器，输入原理图:方案二、米用复位式电路输入电压 '积分器 '单限比较器，输出原理图:通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压一频率的转换。

方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。

三、单元电路设计与参数计算1、电源部分:图1电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。

直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。

变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。

为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。

交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。

稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。

取值为：变压器：规格220V~15V 整流用的二极管：1N4007 C4、C3: 0.22ufC7、C8：220uf 整流芯片：LM7812、LM7912 电解电容：C1、C2：3300uf C6、C5：0.47uf发光二极管上的R：1K QD51N40072、电压一频率转换部分:①积分器：在电路中，由于集成运放的同相输入端通过 R3接地，屮二小二。

辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电压/频率变换器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：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/频率变换器是一种实现模数转换功能的器件，它能够将将模拟电压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率又能够满足与输入电压的大小成正比的关系。

在现实生活中，电压/频率变换器常用于实现远距离传输，并将其与单片机的计数器接口相组合，实现AD转换。

本次我设计的电压/频率变换器由积分器，滞回电压比较器，电子开关，直流稳压电源四部分组成。

其中积分器用于产生模拟连续电压量，滞回电压比较器用于将模拟连续电压量转换为离散的脉冲信号，电子开关用于控制滞回电压比较器的工作状态，直流稳压电源用于供电。

经过仿真软件MULTISIM的验证，这次的我所设计的电压/频率变换器基本满足设计要求。

但由于具体特定元件的缺失以及其他原因，经过焊接与调试后，并没有得出具体的实测数据。

关键词：AD转换；积分器；滞回电压比较器目录第1章绪论 (1)1.1 电压/频率变换器概况 (1)1.2本文研究内容 (1)1.3总体设计方案以及论证 (2)第2章电压/频率变换器分电路设计及仿真演示 (4)2.1电压/频率变换器分电路设计 (4)2.1.1电压/频率变换器积分器设计 (4)2.1.2电压/频率变换器电压比较器的设计 (5)2.1.3电压/频率转换器电子开关设计 (6)2.1.4电压/频率变换器直流稳压电源设计 (7)2.2元器件型号选择 (7)2.3 MULTISIM仿真 (8)第3章实物的焊接与调试 (10)第4章课程设计总结 (14)参考文献 (16)附录1：总电路原理图 (17)附录2：元器件清单 (18)第1章 绪论1.1 电压/频率变换器概况电压/频率变换器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VFC（Voltage 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。

随电压—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。

设计高精度电压转换器，可以利用LM324运算放大器与555定时器为核心器件的高精度线性电压频率转换器。

整个电路主要是由稳定电压源模块、信号输入模块、恒流源模块、输入信号变换模块、以555定时器为核心的压频转换模块等5个模块组成的。

本设计方案温漂小、抗干扰能力强、价格便宜、线性度较好、而且变换精度高。

关键词：555定时器；线性；电压频率转V oltage Frequency Converter VFC (V oltage Frequency Converter) is a kind of realizing the function of analog-to-digital conversion device, analog V oltage transform into pulse signal, the output pulse signal Frequency proportional to the size of the input V oltage. V oltage frequency converter is also known as voltage control oscillation (VCO) circuits, referred to as voltage-controlled oscillation circuit. Over voltage, frequency conversion, in fact, a kind of conversion between analog and digital technology. When analog signals (voltage or current) is converted to a digital signal, the output of the converter is a string of frequency is proportional to the analog signal amplitude of the rectangular wave, obviously is the serial data. This AD converter with the general parallel output is different, but its resolution can be very high. Serial output of the adc is useful in the digital control system, it can make analog error signal proportional to the pulse signal, to drive the stepping servo mechanism used for precise control.Design of high precision voltage converter, can use LM324 operational amplifier with 555 timer as the core device of high precision linear voltage frequency converter. The whole circuit mainly by the stable voltage source module, signal input module, a constant current source module, input signal transformation module, voltage frequency conversion to a 555 timer as the core module is composed of five modules, etc. This design scheme WenPiao small, strong anti-interference ability, cheap price, good linearity, high precision and transformation.Keywords: 555 timing; Linear; V oltage frequency conversion目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 高精度电压频率转换的目的 (1)1.2 电压频率转换的应用 (1)1.3 论文主要内容 (2)第二章设计方案的确定 (3)2.1 实现电压频率转换的方法 (3)2.2 方案的分析 (3)2.2.1 通过多谐振荡器实现电压频率转换 (3)2.2.2 利用运算放大器与555时基电路组成的高精度电压频率转换 (7)2.3 方案的确定 (14)2.4 章节总结 (15)第三章高精度电压频率转换器的硬件设计 (16)3.1 元器件介绍 (16)3.1.1 555定时器 (16)3.1.2 LM324运算放大器 (19)3.2 工作原理 (22)3.2.1 稳定电压源模块 (22)3.2.2 信号输入模块 (23)3.2.3 恒流源模块 (24)3.2.4 输入信号变换模块 (24)3.2.5 555定时器为核心的压频转换模块 (24)3.3章节总结 (25)第四章仿真与分析 (26)4.1 系统仿真 (26)4.2 数据分析 (27)4.3 遇到的主要问题 (29)4.4 现象及原因分析 (29)4.5 解决措施及效果 (30)4.6 章节总结 (30)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录：电压/频率转换器工作原理图............................. 错误!未定义书签。