集成电路课程设计

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1、集成电路原理与应用课程设计报告题目VFC同步电压--频率转换器原理及应用授课教师指导教师学生姓名学号专业电子信息科学与技术教学单位物理系完成时间2012年6月27日目录摘要11引言12VFC100电压-频率转换器功能简介12.1性能特点：12.2应用范围22.3引脚及其功能22.4内部结构及基本接法32.5典型性能曲线42.6工作原理分析43VFC100基本应用简介43.1VFC100双极性输入接法43.2F/U变换模式43.3失调与增益调整电路44应用设计44.1数控频率电路45结束语4元件清单4参考文献:4致谢4德州学院物理系20

2、09级电子信息科学与技术专业课程设计VFC同步电压--频率转换器原理及应用摘要电压频率转换器VFC（VoltageFrequencyConverter）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。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

3、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。VFC电压-频率转换器（vfc）是青岛晶体管研究所生产的电路。关键字：VFC100；频率转换；原理应用；数控频率1引言VFC100是一片功能很强的电压／频率转换器，采用电荷平衡技术，严格的复位组合周期取自外部时钟频率，能较好地消除误差及其他转换器所要求的外部定时元件的漂移。它还采用高精度输入电阻来设置全刻度输入电压，在许多应用中无需外部调整就可获得所要求的精度。外加同步频率可设置满量程频率输出，10V满量

4、程输人电压由精密电阻提供。单稳输出电路对优化输出脉冲宽度很有用，特别用在光学耦合和隔离电压传送中。精准的5V基准电压可用于双极性输入偏置、激励电桥和传感器以及自动校准系统。因不需外调整，所以外围元件很少。采用集电极开路输出，低有效集电极开路输出给予非常快的脉冲输出前沿，可很方便地与TTL，CM0S电路接口。VFC100同步型U／F变换器广泛应用于自动控制、数据采集、电压隔离、模数转换等方面。2VFC100电压-频率转换器功能简介2.1性能特点：12德州学院物理系2009级电子信息科学与技术专业课程设计（1）满量程频率由系统时钟设定；不

5、需要关键的外部元件。（2）在精密满10V电压输入时,增益误差不超过0.5％。（3）内设精密5V参考电源。（4）极好的线性，在100kHz时，最大误差不超过0.02％，在1MHz时，不超过0.1％。（5）具有低的增益漂移：不超过50´10-6/ºC。2.2应用范围1.A/D转换2.过程控制3.数据采集4.电压隔离2.3引脚及其功能图2-3-1VFC100引脚图VFC10外形采用16脚DIP封装结构,便于和DIP插座配合使用。其引脚功能：1脚：V+，为正电源端。2脚、3脚：NC，为空脚。4脚：IOUT，为内部积分输出端，一般与5脚之间接入

6、积分电容。5脚：CINT,为积分负输入端，接积分电容。6脚、7脚：IN+、Ui，为积分同相输入与模拟电压输入端。8脚：V-，为负电源端。9脚：Cos，输出单稳电容端。10脚：CLK，同步时钟输入端。12德州学院物理系2009级电子信息科学与技术专业课程设计11脚：f0，U/F变换频率输出端。12脚：DGND，为数字地。13脚：AGND，为模拟地。14脚、15脚：-CIN、+CIN，内部比较器输入端。16脚：VREF，为内部5V参考电压输出端。2.4内部结构及基本接法图2-4-1VFC100的内部结构图及U/F变换模式的基本接法图2-4

7、-2U/F变换模式时的变换波形图图2-4-1为VFC100的内部结构图及变换时的基本接法。它的内部由积分器、比较器、定时逻辑、输出单脉冲和基准电源等部分组成。输入电压通过积分器积分,比较器比较,在同步时钟的触发下,输出频率。在U12德州学院物理系2009级电子信息科学与技术专业课程设计/F变换模式时,输出频率公式为:式中:是模拟输入电压,是同步输入时钟频率。图2-4-2为U/F变换模式时的变换波形图。2.5典型性能曲线VFC100同步型U／F，F／U变换器通过外时钟频率获得精密积分周期，实现U／F变换。外加同步频率可设置满量程频率输出

8、，10V满量程输人电压由精密电阻提供。因不需外调整，所以外围元件很少。因其采用集电极开路输出，所以可很方便地与TTL，CM0S电路接口。VFC100同步型U／F，F／U变换器广泛应用于自动控制、数据采集、电压隔离、模数转