线性电压频率转换器

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1、开放实验室项目研究论文题目：线性电压频率转换器学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级序号：学号：学生姓名：指导教师：2011年12月线性电压频率转换器摘要：设计高精度电压转换器，可以利用LM747运算放大器为核心器件的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、滞回电路模块等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：LM747；线性；电压频率转换Abstract:Designpreci

2、sionvoltageconverter,canuseLM324op-amp555timingforthecoredevicewiththehighprecisionlinearvoltagefrequencyconverters.Thewholecircuitismainlycomposedofstablevoltagesourcemodule,signalinputmodule,constantcurrentsourcemodule,inputsignaltransformationmodu

3、le,555timingasthecoretopressurefrequencyconversionmodule,aswellasfivemodules.ThisdesignschemeWenPiaosmall,stronganti-jammingcapability,cheap,goodlinearityandtransformhighprecision.Keywords:LM747;Voltagefrequencyconversion11第1章引言电压频率转换器VFC（VoltageFreq

4、uencyConverter）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

5、成正比的脉冲信号，以驱动步进式伺服机构用来精密控制。着现代电子技术渐渐的向着大规模的数字集成电路发展，面对大量的连续变化模拟量例如幅度的变化。难以对其直接分析，但可以先将模拟量转换成数字量，再在研究中都对数字信号（0和1）的直接处理分析的方法，这就需要将信号由模拟到数字进行变换。而本设计‘高精度电压转换器’既：电压—频率转换。其过程即实现了由模拟量到数字量的转换。在进行数模转换过程中，可以应用的芯片很多，如AD0809、AD574A、LM331等都可以实现数模转换。但人们发现芯片一般输出都是并行

6、输出（独立、同时、同步），但一般的电路对信号的处理都是串行的。但运用电压转换为频率就解决了数模的转换，同时又可以输出串行信号，几乎完全可以替代AD芯片的作用。另外相对于电压，一个信号的频率更为稳定。大家发现通过讲电压先转换为频率，再测量其频率值，从而即可得到电压的幅度值。所以在测量中不管信号的幅度值有多大，都可以只考虑其转换后所得到的较之更为稳定的频率来代替直接对信号的分析，这样得到的结果精度会更高。以上都使得此课题非常具有研究价值。有关电压频率转换的应用：电压频率转换器在无线电技术中，用作频率

7、调制（FM）；在信号源电路中，用作压控振荡等。其用在A/D转换器时拥有的独特特点，良好的精度、线性和积分输入特性，常能提供其他类型转换器无法提供的性能和效果。因为用频率表示的模拟量本身就属于一种串行数据流，所以在大型多通道系统中很容易传输处理，因为频率信号可以使用廉价的数字传输线发送器和接收器通过长线来进行传输，抗干扰能力强，并避免了使用昂贵的模拟多路转换电路。11电压/频率转换器跟双斜率A/D转换器一样，具有真正的积分输入特性。逐次近似A/D转换器定期进行“抽样“，因此易受噪声峰值点的影响，而

8、电压频率转换器的输入端一直在进行积分，因此能对噪声或变化的输入信号进行平滑的处理。2.设计方案的确定2.1实现电压频率转换的方法实现电压/频率的转换的方法很多，电压/频率转换电路实际上是一种振荡电路，它的振荡频率随外加控制电压变化而变化。对它的基本要求是输出频率应与输入控制电压成线性关系，且动态范围要大，加上本设计的要求既高精度。一般我们设计电压频率转换的方法大致分为以下几种：(1)通过多谐振荡器实现电压频率转换；(2)通过集成化电路实现电压频率的转换。鉴于我们要求输出频率应与输入控制电压成线性