课程设计---电压频率变换器

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1、课程设计说明书设计题目：电压/频率变换器系别：应用电子与通信技术系年月日-19-课程设计任务书课程设计题目电压/频率转换器功能技术指标通过为加电压的变化改变输出信号的频率，输入电压为直流电压（控制信号），输出频率为的矩形脉冲，且∝。指标：⑴输入电压为0～+10V。⑵输出信号的频率为0～10kHz。⑶转换精度﹤1﹪线性度优于±0.1。工作量工作计划2011年3月7号分组、选题2011年3月8号——18号设计电路、安装、调试2011年3月21号验收电路2011年3月22号——24号写说明书2011年3月25号答辩指导教师评语指导教师：-19-目

2、录第1章绪论11.1设计要求11.1.1设计题目和设计指标11.1.2设计功能1第2章电路的方框图22.1电路的方框图22.2电路的方框图的比较2第3章单元电路设计、参数计算和器件的选择43.1单元电路设计43.2参数设计73.3器件的选择7第4章整机电路的工作原理84.1电路图84.2电路的工作原理9第5章电路组装和调试10结论11收获和体会12致谢14参考文献15附录16-19--19--19-毕业设计（论文）第1章绪论1.1设计要求1.1.1设计题目和设计指标1）设计题目：电压/频率转化器2）技术指标：①V1变化范围：0～10Ｖ②ｆ变

3、化范围：0～10KHz③转换精度﹤1﹪1.1.2设计功能电压/频率转化器电路实质上是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器，通过外加电压的变化改变输出信号的频率，输入V1为直流电压（控制信号），输出频率f的矩形脉冲.-19-毕业设计（论文）第2章电路的方框图2.1电路的方框图积分器单稳态触发器或电压比较器电子开关恒流源fV1电压/频率转化器原理图2.2电路的方框图的比较①模电部分——积分器积分器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，利用输入电压的大小改变电容器的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采用积分器作为输入电路

4、。积分器的输出信号去控制电压比较器或单稳态触发器，可得到矩形脉冲输出。-19-毕业设计（论文）②数电部分——单稳态触发器单稳态触发器或电压比较器单稳态触发器采用555定时器和RC元件构成的单稳态电路。根据输出电压得到矩形脉冲信号。③电子开关利用三极管的导通截止的条件来控制电容的充放电，来实现脉冲时间的间隔④恒流源由输出信号电平通过恒流源反馈方式控制积分电容的恒流放电，当电容放电到某一阈值时，电容再次充电。-19-毕业设计（论文）第3章单元电路设计、参数计算和器件的选择3.1单元电路设计1.积分器电路积分器采用集成运算放大器和RC元件构成的反

5、向输入积分器。具体电路如下：+12V-12V-19-毕业设计（论文）2.单稳态触发器设计单稳态触发器采用555定时器构成的单稳态电路。具体电路如下：+12V3.电子开关设计-19-毕业设计（论文）电子开关采用开关三极管接成反向器形成，当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通，输入近似为0，当触发器输出为低电平时，三极管截止，输出近似等于+12V4.恒流源电路设计恒流源电路可采用开关三极管T1，稳压二极管Dz等元件构成。具体电路如下：。+12V-12V-19-毕业设计（论文）3.2参数设计题目要求输入电压的范围为1～10V，而输出频率要求为1

6、～10KHz，所以该电路需有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(VCC=12V),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（VCC=12V）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=1.1*,选择为43K，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=0.01Uf,=20k.3.3器

7、件的选择电压/频率转化器的输出信号频率与输入电压大小成正比，输入控制电压常为直流电压，根据要求选用脉冲信号作为控制电压。其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。利用输入电压的大小改变电容器的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采用积分器作为输入电路。积分器的输出信号去控制电压比较器或单稳态触发器，可得到矩形脉冲输出，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容的恒流放电，当电容放电到某一阈值时，电容再次充电。所以，输出脉冲信号的频率决定于电容的充放电速度，即决定值的大小，这就实现电压/频率转化。-19-毕业设计（论文）第4章整机电路的工作原

8、理4.1电路图-19-毕业设计（论文）4.2电路的工作原理运放uA741的组成积分器，CH7555的组成单稳态触发器，T1、Dz的组成恒流源。当V1的电位高于555电路的触发电平