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1、频率/电压变换器实验报告一：已知条件与技术指标(1)本次设计函数发生器采用实验台的函数波形发生器。确定可调范围设在200Hz■…2000Hz,在调试过程中,挑选中间的几个值进行测试。(2)F/V变换采用集成块LM331构成的典型电路。通过参考书和报告上的指导书确定相关参数，测定输出的电压范围。(3)反相器采用比例为・1,通过集成芯片OP07实现。(4)反相加法器同样用芯片OP07实现，通过调节Vr的大小。使输出的电压在l-5Vo(5)采用+-I2V电源供电。—：电路原理系统构成的主要流程图4、分析并计算
2、主要元件参数值(1)F/V转换部分:(i)LM331的内部原理图Rt①脚是输岀端（恒流源输岀），⑥脚为输入端（输入脉冲链），⑦脚接比较电平.%工作过程及工作波形如图所示：图5-1-2当输入负脉冲到达时，由于⑥脚电平低于⑦脚电平，所以Sh（高电平）,Q=0(低电平此时放电管T截止，于是Ct由Vcc经Rt充电，其上电压Vet按指数规律增大。与此同时，电流开关S使恒流源I与①脚接通，使Cl充电，Vcl按线性增大(因为是恒流源对Cl充电)o经过1.1RtCt的时间，Vet增大到2/3Vcc时，则R有效(R=1
3、,S=0),Q=0,Ct、Cl再次充电。然后，又经过1.1RtCt的时间返回到Ct、Cl放电。以后就重复上面的过程，于是在Rl上就得到一个直流电压V。(这与电源的整流滤波原理类似)，并且V。与输入脉冲的重复频率fi成正比。Cl的平均充电电流为ix(1.1RtCt)xfjCl的平均放电电流为Vo/Rl当Cl充放电平均电流平衡时，得：Vo=
4、x(1.1RtCt)xfjxRL式中I是恒流电流,l=1.90V/Rs式中1.90V是LM331内部的基准电压(即2脚上的电压于是得：RV°=2・09于RQfjKs可
5、见，当Rs、Rt、Ct、Rl—定时，V。正比于fi,显然，要使V。与fi之间的关系保持精确、稳定，则上述元件应选用高精度、高稳定性的。对于一定的fi,要使V。为一定植，可调节Rs的大小。恒流源电流I允许在10卩A~500pA范围内调节，故Rs可在190kQ-3.8kQ范围内调节。一般Rs在10kQ左右取用。(ii)LM331用作FVC的典型电路LM331用作FVC的电路如图5-1-3所示：10K10K06RskO+Voc0.01fi十470pBI331lo12K1022K100K那-1-3R儿-2x0.
6、2mA在此,Vcc=12V所以Rx=50kQRx=51kQRs=14.2kQ则Vo=fi><10-3V由此得V。与fi在几个特殊频率上的对应关系如下表所示。表5-1-1Vo和fi的关系Fi(Hz)200600100015002000Vo(V)0.20.61.01.52.0图中fi是经过微分电路470pF和10kQ加到6脚上的。6脚上要求的触发电压是脉冲方波。(1)反相器反相器的电路如图5-1-6所示。因为都是直接耦合，为减小失调电压对输出电压的影响，所以运算放大器采用低失调运放OP07。由于LM331的
7、负载电阻RL=100kQ(见图5-1-3),所以反相器的输入电阻应为100kQ,因而取Rl=100kQo反相器的Au=-1,所以R4=Rl=100kQ平衡电阻R5=Rl//R4=50kQ取R5=51kQ。(1)反相加法器用反相加法器是因为它便于调整一可以独立调节两个信号源的输出电压而不会相互影响。电路如图5-1-7所示：V。一%V”学Vr(1)已知Vo3=-V02=-fiXlO^V技术要求fi=200Hz时，V0=1Vfi=2000Hz时，V0=5V(2)即Vo二(5/9+fi/450)V对照⑴式和⑵式
8、，可见应有-(R10/R9)xVr=5/9若取Rio=R9=2OkQ,贝ijVr=-5/9V皿存10-3二丄R61450/.R6=9kQ,用两个18kQ电阻并联获得。平衡电阻Rii=Rh//R6//R9=4.7kQo为了保证Vr的值直接从』2v引入-12V10k15k图5T-8Vr=(R8//R9)/[Rw2+R7+(R8//R9)]=5/9若取R8=1kQ,则R8//R9=o.952kQRw2+R7=19.6kQ取R7=15kQRw2用10kQ电位器。机原理图中的G、G、G、C5均为滤波器电容，以防止
9、自月和输出直流电压上产生毛刺，电用电位器。容值均为10UF/16V（三）测量与调整观察整机原理图有关点的波形。可在200Hz〜2000Hz内的任一频率上观察。£应为直流电平=0，幅度=0.22Vcc的正弦波。应为单极性的正方波，幅度二Vcc。Vi2应为直流电平二Vcc的正负脉冲。Vo2应为正直流电压，Vo3应为负直流电压吗，V。应为正直流电压。测量整机原理图中有关节点的直流电压首先要保证频率计，电压表完好，即保证测得的频率、电压数值正确，将
