频率电压变换器实验报告 - 图文

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1-5V。

（5）采用+ -12V电源供电。 二：电路原理 系统构成的主要流程图

波形发生器跟随器μA741比较器LM311F/V变换器LM3310.2～2V直流-0.2～-2Vfi=200～2000Hz反相器OP07反相加法器OP071～5V参考电压VR

4、分析并计算主要元件参数值

(1) F/V转换部分：（ⅰ）LM331的内部原理图

+VCC9/10VCC7-输入比较器置“1”端sQ+s1+CLVCCRtRL-V0fi62/3VCC定时比较器5CtR+Q置“0”端T图5-1-1①脚是输出端(恒流源输出), 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：

VCC1/fi3.5vp-p0ts10tvct2/3VCC01.1RtCtt0vCLtV00t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S=1(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VCt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）。

经过1.1RtCt的时间，VCt增大到2/3VCC时，则R有效（R=1，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Vo（这与电源的整流滤波原理类似），并且Vo与输入脉冲的重复频率fi成正比。 CL的平均充电电流为i×（1.1RtCt）×fi CL的平均放电电流为Vo/RL 当CL充放电平均电流平衡时，得：

Vo=I×（1.1RtCt）×fi×RL

式中I是恒流电流，I=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：

Vo?2.09RLRtCtfi RS可见，当RS、Rt、Ct、RL一定时，Vo正比于fi，显然，要使Vo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Vo为一定植，可调节RS的大小。恒流源电流I允许在10?A~500?A范围内调节，故RS可在190kΩ~3.8 kΩ范围内调节。一般RS在10kΩ左右取用。