电压频率变换器设计 第2页
第2章 电压频率变换器各单元电路设计
2.1积分器设计
积分器采用集成运算放大器和RC元件构成的反向输入积分器。具体电路如下：
2.2单稳态触发器设计
单稳态触发器采用555定时器构成的单稳电路。具体电路如下：
2.3电子开关设计
电子开关采用开关三极管接成反向器形式，当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通，输出近似为0，当触发器输出为低电平时，三极管截止，输出近似等于+Vcc。
2.4恒流源电路设计
恒流源电路可采用开关三极管T，稳压二极管Dz等元件构成。具体电路如下所示。当V1’为0时，D2，D3截止，D4导通，所以积分电容通过三极管T放电。当V1’为1时，D2，D3导通，D4截止，输入信号对积分电容充电。在单稳态触发器的输出端得到矩形脉冲。
第3章 理论计算
3.1基本计算
根据题目要求结合电路图，输入与输出关系Vi∝f0，题目要求输入电压的范围为1~10V，而输出频率要求为1~10KHZ，所以该VFC电路需有1khz/v的换系数。输入有信号电压Vin时，积分电容充电，积分器输出下降，当降至触发器的触发电平（〈1/3Vcc），555置位，使得积分电容通过恒流源反向充电，当积分电容电压上升到2/3Vcc时，又使555复位，积分电容又开始充电，从而形成振荡。因为单稳态电路的充电时间tw=1.1R9*C3,选取R9为43k,C3为1000p，确定充电时间约为0.05ms。根据所采用的恒流源电路及参数设置以及输入电压与输出频率的关系，可确定恒流源对积分电容反向充电时间，从而确定C1=0.1uf，R1=20K。
3.2仿真结果
输入电压为1V
输入电压为2V输入电压为3V输入电压为4V 输入电压为5V 输入电压为6V输入电压为7V 输入电压为8V输入电压为9V 输入电压为10V
3.3元件清单
器件 型号 个数 器件 型号 个数
电阻 10K 2 电容 1000PF 2
电阻 20K 4 电容 0.1UF 1
电阻 6.2K 1 运算放大器 1
电阻 22K 1 NPN三极管 2
电阻 4.7K 1 稳压管 2CW15 1
电阻 100K 1 二极管 5
电阻 43K 1 555定时器 1
电源 15V 1 电源 -15V 1
第4章 设计总结
电压/频率 (U/F) 转换电路是将模拟电压信号转换成频率信号。由于U/F转换本身是一积分过程,其转换结果送给计算机是可采用简单的光电耦合,因而具有较强的抗干扰能力。U/F转换电路与计算机的接口比较简单，转换精度和线性度也比较好。通过这次课设教我学会很多关于电子产品知识。进一步的认识了我们现实生活电子产品，了解和掌握了一些简单电子元件的运用，大大的拓展了我们的知识面。提高了自己以后在学习生活中自己动手能力。给我们很大的启发，很有助于我们将来的学习生活和工作
参考文献
1.《电子技术基础》(模拟部分).第四版 高等教育出版社 康华光、陈大钦等.
2. 《 模拟电子技术》. 重庆：重庆大学出版社, 傅晓林主编，吴培明副主编.
3.《电工学》（第辣版）.北京：高等教育出版社， 姚金生 郑小利等编著.
4. 《新简明电工手册》 曾凡奎 主编 机械工业出版社 2005年1月 第一版
5. 《电子技术基础》 康华光 主编 高等教育出版社 1999年6月 第四版
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