模电课程设计报告

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1、报告评分批改老师电子与信息学院《模拟电子线路基础》课程设计报告频率/电压变换器的设计题目难度系数：1专业信息工程班级4学生姓名唐铭祥实验台号43指导教师甘伟明袁炎成提交日期2011年3月14日电话号码1345041220310目录第一部分系统设计1.1设计题目及要求…………………………………………………………21.2总体设计方案…………………………………………………………21.2.1设计方案……………………………………………………………21.2.2方案论证与比较…………………………………………………………2第二部分单元电路设计2.1FVC电路……

2、……………………………………………………………42.1.1FVC电路工作原理……………………………………………………………42.1.2FVC电路元件的选取与计算………………………………………………52.2反相器电路………………………………………………………………52.2.1反相器电路工作原理………………………………………………………62.2.2反相器电路元件的选取与计算……………………………………………62.3反相加法器电路………………………………………………………………62.2.3反相加法器电路工作原理……………………………………………62.2

3、.3反相加法器电路元件的选取与计算…………………………………72.4比较器电路…………………………………………………………………82.2.4比较器电路工作原理…………………………………………………8第三部分整机电路3.1整机电路图………………………………………………………………93.2元件清单…………………………………………………………………9第四部分性能指标的测试4.1电路调试…………………………………………………………………104.1.1测试仪器与设备………………………………………………………104.1.2指标测试及测量数据………………………

4、………………………104.1.3故障分析及处理……………………………………………………104.2电路实现的功能和系统使用说明…………………………………………9第五部分课程设计总结（心得体会）…………………………………………1110第一部分1.1设计任务和要求设计一个频率/电压变换器。要求：1、当正弦波信号的频率fi在200HZ~2KHZ范围内变化时，对应的直流电压VO在1V~5V范围内线性变化。2、正弦波信号由函数信号发生器提供。3、电源采用±12V供电。1.2总体设计方案1.2.1设计方案方案一：用通用型运算放大器构成微分器,其输出与输入的正弦

5、信号频率成正比.系统框图电子开关单稳触发电路其微分器恒流源方案二：利用芯片LM331设计电压/频率转换器，输入电压通过滤波之后直接输入芯片，在芯片外部接入由电容电阻所构成充放电电路，就能够组成电压频率转换电路，并且转换精度较高。比较器F/v变换反相器反向加法器函数波形发生器系统框图1.2.2方案论证与比较利用集成芯片LM331设计电压/频率变换电路所用元件较少，电路相对简单，而且转换精度高，所以采用LM331设计电压/频率变换电路此方案。LM331简介：LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片，可用作精密频率电压转换器、A/D转换器

6、、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态范围宽，可达100dB；线性度好，最大非线性失真小于0.01％，工作频率低到0.1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接10入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。LM331的内部电路组成如图2所示。由输入比较器、定时比较器、R－S触发器、输出驱动管、复零晶体管、能隙基准电路、精密电流源电路、电流开关、输出保护管

7、等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式，因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配TTL、DTL和CMOS等不同的逻辑电路。LM331可采用双电源或单电源供电，可工作在4.0～40V之间，输出可高达40V，而且可以防止Vcc短路。输入比较器Q定时比较器+--RS触发器精密电流电流开关基准电路1235674VCC8图2LM331内部结构电路10第二部分单元电路设计2.1LM331用作FVC的典型电路设计工作原理：LM331用作FVC的电路如图所示。10当输入负脉冲到达时,由于脚电平低于脚电平,所以S=1(高电平)，=0

8、（低电平）。此时放电管T截止，于是Ct由VCC经Rt充电，其上电压VCt按指数规律增大。与此同时，电流开关S使恒流源I与脚接通，使CL充