電壓/頻率變換器
發(fā)布時(shí)間:2011/8/18 9:55:11 訪問(wèn)次數(shù):2332
1.任務(wù)與要求
電壓/頻率變換電路實(shí)質(zhì)上是一種振蕩頻率隨外加控制電壓變化的振蕩器。
①設(shè)計(jì)一種電壓/頻率變換電路,其輸入Vl為直流電壓(控制信號(hào)),輸出頻率為fo的矩形脈沖,且foV1。
②Vl變化范圍:0~10V。
③fo變化范圍:0~10kHz。
④轉(zhuǎn)換精度<1%。
2.總體方案設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)思路
電壓/頻率變換器的輸出信號(hào)頻率fo與輸入控制電壓V1的大小成正比。V1為直流電壓,也可根據(jù)要求選用脈沖信號(hào)作為控制電壓,其輸出信號(hào)可為正弦波或者脈沖波形電壓。利用輸入電壓的大小改變電容器的充電速度,從而改變振蕩電路的振蕩頻率,故可采用積分器作為輸入電路。用積分器的輸出信號(hào)去控制電壓比較器或者單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,可得到矩形脈沖輸出,由輸出信號(hào)電平通過(guò)一定反饋方式控制積分電容恒流放電。當(dāng)電容放電到某一閾值時(shí),電容c再次充電。可見(jiàn),輸出脈沖信號(hào)的頻率決定了電容的充放電速度,即決定了V1值的大小,這就是電壓/頻率變換的基本原理。
(2)電壓/頻率變換器
電壓/頻率變換器原理框圖如圖3-39所示。
積分器可采用由集成運(yùn)算放大器和RC元件構(gòu)成的反相輸入積分器。
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可采用555定時(shí)器和RC元件構(gòu)成。比較器可由集成運(yùn)放構(gòu)成。
電子開(kāi)關(guān)可采用開(kāi)關(guān)晶體管接成反相器形式,當(dāng)定時(shí)器(或比較器)輸出為高電平時(shí),晶體管飽和導(dǎo)通,輸出u1近似為零;當(dāng)定時(shí)器輸出為低平時(shí),晶體管截止,輸出近似等于正無(wú)窮大。
恒流源電路可采用開(kāi)關(guān)晶體管VT,穩(wěn)壓二極管VD2等元件構(gòu)咸,參考電路如圖3-40所示。圖中,RB、VD4及VDz給VT提供基極偏置電壓,RE提供射極偏置,與±15V電源構(gòu)成恒流源電路,VT的集電極電流IC為恒定電流。當(dāng)u1為0時(shí),VD2截止,VD1導(dǎo)通,所以,積分電容C通過(guò)晶體管VT放電;當(dāng)u1為1(15V)時(shí),VD2導(dǎo)通,VD1截止,輸入信號(hào)V1對(duì)C充電。于是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端得到頻率為fo的矩形脈沖信號(hào)。 EFCH9026CTY3
1.任務(wù)與要求
電壓/頻率變換電路實(shí)質(zhì)上是一種振蕩頻率隨外加控制電壓變化的振蕩器。
①設(shè)計(jì)一種電壓/頻率變換電路,其輸入Vl為直流電壓(控制信號(hào)),輸出頻率為fo的矩形脈沖,且foV1。
②Vl變化范圍:0~10V。
③fo變化范圍:0~10kHz。
④轉(zhuǎn)換精度<1%。
2.總體方案設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)思路
電壓/頻率變換器的輸出信號(hào)頻率fo與輸入控制電壓V1的大小成正比。V1為直流電壓,也可根據(jù)要求選用脈沖信號(hào)作為控制電壓,其輸出信號(hào)可為正弦波或者脈沖波形電壓。利用輸入電壓的大小改變電容器的充電速度,從而改變振蕩電路的振蕩頻率,故可采用積分器作為輸入電路。用積分器的輸出信號(hào)去控制電壓比較器或者單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,可得到矩形脈沖輸出,由輸出信號(hào)電平通過(guò)一定反饋方式控制積分電容恒流放電。當(dāng)電容放電到某一閾值時(shí),電容c再次充電?梢(jiàn),輸出脈沖信號(hào)的頻率決定了電容的充放電速度,即決定了V1值的大小,這就是電壓/頻率變換的基本原理。
(2)電壓/頻率變換器
電壓/頻率變換器原理框圖如圖3-39所示。
積分器可采用由集成運(yùn)算放大器和RC元件構(gòu)成的反相輸入積分器。
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可采用555定時(shí)器和RC元件構(gòu)成。比較器可由集成運(yùn)放構(gòu)成。
電子開(kāi)關(guān)可采用開(kāi)關(guān)晶體管接成反相器形式,當(dāng)定時(shí)器(或比較器)輸出為高電平時(shí),晶體管飽和導(dǎo)通,輸出u1近似為零;當(dāng)定時(shí)器輸出為低平時(shí),晶體管截止,輸出近似等于正無(wú)窮大。
恒流源電路可采用開(kāi)關(guān)晶體管VT,穩(wěn)壓二極管VD2等元件構(gòu)咸,參考電路如圖3-40所示。圖中,RB、VD4及VDz給VT提供基極偏置電壓,RE提供射極偏置,與±15V電源構(gòu)成恒流源電路,VT的集電極電流IC為恒定電流。當(dāng)u1為0時(shí),VD2截止,VD1導(dǎo)通,所以,積分電容C通過(guò)晶體管VT放電;當(dāng)u1為1(15V)時(shí),VD2導(dǎo)通,VD1截止,輸入信號(hào)V1對(duì)C充電。于是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端得到頻率為fo的矩形脈沖信號(hào)。 EFCH9026CTY3
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