伏频转换电路的应用
电压+频率转换器BG382的原理及应用
电压/频率转换器BG382的原理及应用1 概述在利用单片机设计的自动测量和控制系统中，经常要将电压信号转换为频率信号或将频率信号转换成电压信号。
这里要介绍的V/F和F/V转换器件BG382就可实现电压和频率的相互转换，而且具有较高的精度、线性和积分输入特性，利用它可以抑制串扰干扰。
如果将其输出的信号调制成射频信号或光脉冲，还可在不受电磁影响的情况下进行无线或光纤等远距离通信传输。
2 BG382的封装及引脚图1所示是BG382的外型封装形式。
其引脚及功能如表1所列。
表1 BG382的引脚功能3 BG382的V/F和F/V转换3．1 V/F转换电路图2所示是由BG382组成的简单V/F变换器，其输入为10mV~10V，输出为10Hz~1 0kHz，满刻度线性精度的典型值为±0.5%。
影响上面电路线性精度的原因是恒流源1端的电压会随输入端输入电压的变化而变化，从而使恒流源的性能变差，Io约为137μA。
如果输入电压由10mV变为10V，由此所引起的Io变化约为1μA，即对Io的影响为1/137。
而Io的变化将影响输出频率的变化，从而使线性精度的曲线上端向上翘；另外，由于集成电路内比较器的输入端，即6、7脚存在失调现象，影响了线性精度的低端；同时由于比较器的增益较低，也影响了其灵敏度，增大了误差。
以上电路仅适用于精度要求不高方面的应用，图3所示是由BG382组成的高精度V/F 转换电路，其精度可达±0.05%，该电路采用了由运放BG305和积分电容C1组成的有源积分电路，这个积分电路将负载输入电压变为正斜坡电压，当积分器输出达到BG382 内部比较器的比较电平时，单稳电路被触发，恒流源的电流Io从1端流出，使积分器的输出急剧下降，单稳输出结束时，斜坡输出电压上升，重复以上转换周期。
由于信号从运算放大器的反相端输入，因此要求输入信号为负值，如果信号从运算放大器同相端输入，则输入信号应为正。
电压频率转换演示幻灯片
VFC技术指标:
增益与增益误差（Gain and Gain Error)：
8
增益温度系数（Gain Temterature ） Cofficient 增益温度系数是指满度频率的变化率作
为温度变化（从+25℃至Tmin或Tmax） 的函数。在10V满度电压条件下增益温度 系数对误差的贡献与校准后温度变化10℃ 的作用是等效的。
10
电源抑制比（PSRR-Power Supply Rejection Ratio）
指当电源电压变化时VFC频率输出增量的变化特性。 单位为PPM/%。例如:AD650输入电压为10V，在电 源电压为±15V时，VFC输出频率为100kHZ。当电源 为±12.5V时，电源电压变化率为1/6即16.7%。如 果输出频率变为99.9KHZ 。那么输出频率变化率为 0.1%或1000PPm。从而
容和上拉电阻） ❖ 单极性或双极性供电：单极性0V~36V，双极性-
18V~+18V. ❖ 单极性或双极性输入信号：单极性输入信号0v~10v,双极性输
入信号-5v~+5v.
12
AD652组成及工作过程
它主要由积分器、比较器、与门、D触发器、锁存器、 转换开关K、1mA恒流源、外部时钟组成一个闭环系统。 单稳电路和输出集电极开路组成输出级。锁存器的Q端 控制转换开关K。当K打向积分器反向端，为积分器复位 过程；当K打向积分器输出端，为积分过程。
9
线性误差（Linearity Error or Nonlinearity ）
线性误差是指实际传递函数曲线与通过传递函数两个端点的理想 直线偏差的相对比率。如下图两端点：VLO=10mv,VHI=10V,满 度 0.频00率5f% Fs.或=5100P0KPMHZ。,最大频率误差为5HZ,对满度频率归一化为
三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真
电压/频率转换电路一、设计任务与要求①将输入的直流电压转换成与之对应的频率信号。
二、方案设计与论证电压-频率转换电路（VFC）的功能是将输入直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，故也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。
通常，它的输出是矩形波。
方案一、电荷平衡式电路：如图所示为电荷平衡式电压-频率转换电路的原理框图。
电路组成：积分器和滞回比较器，S为电子开关，受输出电压uO的控制。
设uI<0，；uO的高电平为UOH，uO的低电平为UOL；当uO=UOH时，S闭合，当uO=UOL时，S断开。
当uO=UOL时，S断开，积分器对输入电流iI积分，且iI=uI/R，uO1随时间逐渐上升；当增大到一定数值时，从UOL跃变为UOH，使S闭合，积分器对恒流源电流I与iI的差值积分，且I与iI的差值近似为I，uO1随时间下降；因为，所以uO1下降速度远大于其上升速度；当uO1减小到一定数值时，uO从UOH跃变为UOL回到初态，电路重复上述过程，产生自激振荡，波形如图(b)所示。
由于T1>>T2，振荡周期T≈T1。
uI数值愈大，T1愈小，振荡频率f愈高，因此实现了电压-频率转换，或者说实现了压控振荡。
电荷平衡式电路：电流源I对电容C在很短时间内放电的电荷量等于iI在较长时间内充电的电荷量。
方案二、复位式电路：电路组成：复位式电压-频率转换电路的原理框图如图所示，电路由积分器和单限比较器组成，S为模拟电路开关，可由三极管或场效应管组成。
工作原理：设输出电压uO为高电平UOH时S断开，uO为低电平UOL时S闭合。
当电源接通后，由于电容C上电压为零，即uO1=0，使uO=UOH，S断开，积分器对uI积分，uO1逐渐减小；一旦uO1过基准电压UREF，uO将从UOH跃变为UOL，导致S闭合，使C迅速放电至零，即uO1=0，从而uO将从UOL跃变为UOH，；S又断开，重复上述过程，电路产生自激振荡，波形如图（b）所示。
频率变换电路基础知识及作用 [收藏]
![频率变换电路基础知识及作用 [收藏]](https://img.taocdn.com/s3/m/87a108ba960590c69ec37691.png)
频率变换电路基础知识及作用[收藏]
频率变换电路基础知识及作用
频率变换电路也称之为频率变频器(Converter)，为高频率电路独特的电路方式。
如大家所详知的超外差(Superheterodyne)方式，便为频率变换的一种方式。
频率变换电路可以将HF~VHF~UHF等的宽频带频率信号变换为任意的频率范围。
频率变换的的作用
频率变换电路为将输入信号变换为另外的频率的一种电路。
其构成如图l所示，假设输入信号频率为fs，局部振荡电路的振荡频率为fosc，则经过频率变换后，可以得到(fs+fosc)与(fs-fosc)的信号输出。
图1 频率变换电路的工作原理
(将二种信号合成，可以得到和或差的信号)
图2传送接收机的频率变换电路的作用
(此为可以将频率变换成为此原来频率更高或更低的频率，以便可以简单处理所需的信号频率。
)
图2所示的为在传送接收机内所使用的频率变换电路。
其中的(a)为在接收机所使用的频率变换电路，
称为超外差方式。
此为将天线所输入的高频率信号，经过频率变换电路变换成为中间频率(IF信号)。
为何要如此处理呢？如果将同一频率的高频率信号维持原状，一直放大，则在电路中，由于杂散结合等因素，会很容易产生振荡。
如果利用变频电路，将其改变成为频率较低的中间频率，则可以有效地使用滤波器，且可以改善选择度。
在图(b)的传送机中，在做调变工作原理时，所使用的载波频率不要太高，便可以维持电路的稳定。
另外，从滤波器的选择度观点来说，也希望所使用的调变为数MHz，也即是，载波频率较低些，然后经过率变换电路后，便可以达到所需要的频率。
电压频率和频率电压转换电路的设计讲解
设计一个V/F 转换器，研究其产生的输出电压的频率随输入电压幅度的变化关系。
1绪论（1）电压/ 频率转换即v/f 转换，是将一定的输入信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。
它的功能是将输入直流电压转换频率与其数值成正比的输出电压，故也称电压控制振荡电路。
如果任何一个物理量通过传感器转换成电信号后，以预处理变换为合适的电压信号，然后去控制压控振荡电路，再用压控振荡电路的输出驱动计数器，使之在一定时间间隔内记录矩形波个数，并用数码显示，那么可以得到该物理量的数字式测量仪表。
图 1 数字测量仪表电压/ 频率电路是一种模/ 数转换电路，它应用于模/数转换，调频，遥控遥测等各种设备。
（2）F/V 转换电路F/V 转换电路的任务是把频率变化信号转换成按比例变化的电压信号。
这种电路主要包括电平比较器、单稳态触发器、低通滤波器等电路。
它有通用运放F/V 转换电路和集成F/V 转换器两种类型。
1.1设计要求设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波的电路, 要求包括：积分器；电压比较器和一个将给定频率的矩形波转换为直流电压的电路，要求包括：过零比较器、单稳态触发器、低通滤波器等。
1.2设计指标（1 ）输入为直流电压0-10V，输出为f=0-500Hz 的矩形波。
（2）输入ui 是0~10KHZ的峰-峰值为5V的方波，输出uo为0~10V的直流电压。
2设计内容总体框图设计2．1 V/F 转换电路的设计2.1.1工作原理及过程积分器和滞回比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图2 所示，比较器输出的矩形波经积分器积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成矩形波，这样便可构成三角波，矩形波发生器。
由于采用集成运放组成的积分电路，因此可以实现恒流充电，能够得到比较理想的矩形波。
通过分析可知，矩形波幅值大小由稳压管的稳定电压值决定，即方波的幅值V OLM V Z 。
积分器：积分电路可以完成对输入电压的积分运算，即输入电压与输出电压的积分成正比。
高精度电压频率和频率电压转换器ADVFC32的性能及应用
电压频率和频率电压转换器ADVFC32及应用一、概述ADVFC32是ADI公司生产的一种低成本的单片集成的实现电压频率转换或频率电压转换的器件。
它具有很好的线性（10KHz时的最大误差时0.01%），最大的工作频率可以达到0.5MHz。
只需要外接很少的器件就可以把输入的正、负电压或电流转换为与之成比例的频率。
频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏压或网络组合来保证输入逻辑电平有较大的范围。
在V/F模式下用一个开放的输出频率收集器可以实现TTL和CMOS兼容。
上拉电阻可以接到30V、15V的电压，或者5V标准CMOS和TTL逻辑电平。
应选取这个电阻值限制输出集电极的电流不超过8毫安。
低输入电压失调漂移，仅有满度的3ppm/℃。
ADVFC32具有以下的一些优点：1、ADVFC32采用的是电荷平衡电路技术，这使得它的电压频率转换具有很高的精度。
它的工作频率的范围仅仅由一个精密电阻和电容决定，其它的元件对频率范围影响不大。
所以可以采用比较便宜的，精度±20%的电阻和电容，这样并不会影响线性和温度漂移。
2、ADVFC32可以很容易满足系统工作范围要求。
选择不同的输入电阻可以实现不同的输入电压缩放比。
输入电阻还可以在最大的输入电压时使输入电流达到0.25mA。
3、频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏置、网络相加和重新组合即可。
4、ADVFC32和其它公司生产的VFC32具有引脚的兼容性。
5、ADVFC32与军用标准MIL_STD_883兼容。
二、封装结构ADVFC32有两种封装方式：一种是14管脚的双列直插式，另一种是10管脚的金属罐式。
图1（A）给出的是ADVFC32的14脚封装结构及引脚排布，图1（B）给出的是ADVFC32的10脚封装结构及引脚排布。
（A）：14引脚封装结构（B ）：10引脚封装结构图1：ADVFC32的两种封装结构三、工作原理及应用设计ADVFC32应用广泛，除了用于电压频率转换和频率电压转换，还可以用于微处理器控制的A/D 转换及其他的电路。
频率转电压电路
频率转电压电路频率转电压电路是一种将输入信号的频率转换为相应输出电压的电路。
它被广泛应用于信号处理、传感器测量、通信系统等领域。
本文将介绍频率转电压电路的工作原理、应用以及一些常见的设计方法。
一、工作原理频率转电压电路的工作原理基于频率-电压转换的原理。
当输入信号的频率改变时，电路会相应地产生不同的输出电压。
这种转换通常通过频率-电压转换器来实现，其中包括一个比较器、一个积分器和一个反馈网络。
在频率转电压电路中，输入信号首先经过一个比较器。
比较器将输入信号与一个固定的参考信号进行比较，产生一个脉冲宽度与输入信号频率成正比的方波信号。
然后，这个方波信号经过一个积分器，将其转换为一个与输入信号频率成正比的直流电压。
最后，通过一个反馈网络将这个直流电压反馈给比较器，以调整比较器的阈值，使输出电压与输入信号频率成正比。
二、应用领域频率转电压电路在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 传感器测量：频率转电压电路常用于将传感器输出的频率信号转换为与被测量物理量成正比的电压信号。
例如，将旋转速度传感器输出的旋转频率转换为与转速成正比的电压信号。
2. 信号处理：频率转电压电路在信号处理中起到了重要的作用。
例如，将音频信号转换为与音调成正比的电压信号，用于音乐合成或音频分析。
3. 通信系统：频率转电压电路在通信系统中常用于频率解调。
例如，将调频广播信号转换为与声音频率成正比的电压信号，以恢复原始音频。
4. 自动控制：频率转电压电路可以用于自动控制系统中的反馈环路。
通过将频率转换为电压信号，并与设定值进行比较，可以实现对被控对象的控制。
三、设计方法设计频率转电压电路时，需要考虑以下几个关键因素：1. 参考信号：选择适当的参考信号对于电路的性能至关重要。
参考信号的频率应覆盖所需转换的频率范围，并且应稳定且准确。
2. 反馈网络：反馈网络用于将转换后的直流电压反馈给比较器，以调整比较器的阈值。
反馈网络的设计应根据具体的应用需求进行。
电压频率转换电路
2电压/频率转换电路电压/频率转换即V/F转换，是将一定的输入电压信号按线性的比例关系转换成频率信号，当输入电压变化时，输出频率也响应变化。
针对煤矿的特殊要求，我们只分析如何将电压转换成200〜1000Hz的频率信号。
实现V/F转换有很多的集成芯片可以利用，其中LM331是一款性能价格比较高的芯片，由美国NS公司生产，是一种目前十分常用的电压/频率转换器，还可用作精密频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。
由于LM331采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到 4.0V电源电压下都有极高的精度。
LM331的动态范围宽，可达100dB ;线性度好，最大非线性失真小于0.01% ，工作频率低到1Hz时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达12位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成V/F或F/V等变换电路，并且容易保证转换精度。
LM331可采用双电源或单电源供电，可工作在 4.0〜40V之间，输出可高达40V，而且可以防止Vs短路。
图2是由LM331组成的典型的电压/频率变换器。
S 2 电路原理匿其输出频率与电路参数的关系为:Fout= Vin R s/(2.09 R1- Rt Ct)可见，在参数Rs、R1、Rt、Ct确定后，输出脉冲频率Fout与输入电压Vin成正比，从而实现了电压-频率的线性变换。
改变式中Rs的值，可调节电路的转换增益，即V和F之间的线性比例关系。
将1〜5V的电压转换成200〜1000Hz的频率信号，电路参数理论值为R =18k莒Ct=0.022uF , R仁100k 0, Rs=16.5528k ，由于元器件与标称值存在误差，在电路参数基本确定后，通过调节Rs的电位器，可以实现所需V/F线性变换。
由Fout= Vin Rs/(2.09 R1 -Rt Ct)可知，电阻Rs、R1、Rt和电容Ct直接影响转换结果Fout，因此对元件的精度要有一定的要求，可根据转换精度适当选择，其中Rt、Ct、Rs、R1要选用低温漂的稳定元件，Cin可根据需要选择0.1uF或1uF。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在接口处只需用一个简单的光耦就可使它们
不共地而免除干扰，而A／D转换不易作到 这点
进入主机的信号是0～5 V的数字信号
在传输中5 V信号的衰减或0 V信号的增长
所带来的变形都不会影响信号内容的传送
12位A／D的分辨率为 5.0V／4 098=1．2 mV v／F转换的分辨率 5 v／25 kHz=0．2 mV
FC 32 是AD公司生产的一种一种电 压/ 频率转换和频率/ 电压转换器的综合器 件, 它是在以前的基础上发展起来的新品种。 因此, 它的各项电气性能指标比以前的同类 器件更佳。不仅外接元件少, 使用更方便,而 且成本低。
AD V
(1)简化单片机电路
(2)有利于抗干扰 (3)有利于净化单片机的工作环境
(4)有利于远距离传送
(5)转换分辨率高
A／D转换，则需要在单片机内设置A／D转
换电路并占单片机一个接口
用V／F转换则仅用一个电压频率变换器
QD4703即可，并且只占用单片机的一位I／ O口
①
来自放大器的输出信号经过一级低通滤 波器滤除放大器的尖峰脉冲，再进行V／F 转换，V／F对输人信号是一个积分的过程， 同时也对窜人V／F输人端的干扰信号也进 行积分，因而对于扰信号起平滑作用。而A ／D则将干扰随输人信号同时转换送到微机 中。 ② 减少在传输线上的干扰。
LM331/331A
有最大0.01%的线性度 改进的电压/频率转换器应用性能 双电源或单电源供电 工作电压：5V 数字脉冲输出端电平与所有5V的标准逻辑电路
兼容 出色的温度稳定性，温漂小于±50ppm/℃ 低功耗：15mW典型值（5V工作电压） 动态范围宽，在100KHz的频率范围下，最小 为100dB 满量程频率范围宽：1Hz-100KHz 低成本