电压频率转换电路设计报告.docVIP

淮海工学院 课程设计报告书 课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 电压/频率转换电路的设计 系 （院）： 电子工程学院 学 期： 2009-2010-2 专业班级： 电子科学技术专业 081班 姓 名： 陈大伟 学 号： 030831122 评语： 成绩： 签名： 日期： 目录 1. 题目 2. 引言 3. 系统设计原理内容及要求 3.1 设计目的 3.2 设计要求 3.3 系统设计原理及内容 3.3.1 设计思想 3.3.2 电压/频率转换器原理框图 3.3.3 各模块方案设计 1. 积分器的设计方案 2. 比较器的设计方案 3. 单稳态触发器设计方案 4. 低通滤波器设计方案 3.3.4 模块的整合 4 . 元件清单 5. 心得体会 参考文献 1 题目 电压/频率转换电路的设计 2 引言 本实验是对信号的产生、处理及变换功能电路的设计，在实际生产和操作中有这广泛的应用。本设计是在大二学生学习完《电路》、《电子线路（线性部分）》《信号与系统》等专业课程之后进行的，具有可操作性和应用性，学生能够独立完成。电路信号的转换已经在电子领域中广泛应用，如：采样/保持（S/H）电路、电压比较电路、V/f（电压/频率）转换器、f/V（频率/电压）转换器、V/I（电压/电流）转换器、I/V（电流/电压）转换器、A/D（模/数）转换器、D/A（数/模）转换器等。可以从本实验中学习到更多的电路设计的方法，激发学生的设计兴趣和激情，为以后的学习和工作打下良好大的基础。 系统设计原理内容及要求 3.1 设计目的 （1）、熟悉和应用比较器的构成及设计方法，尤其是迟滞比较器的应用。 （2）、熟悉和应用积分器的构成和设计方法，了解电容在其中的工作原理。（3）、熟悉和简单应用二极管作电子开关的构成和设计方法。 （4）、熟悉迟滞比较器与积分器之间的波形转换。 （5）、熟悉掌握运用multisim画图、调试和仿真。 3.2 设计要求 （1）、设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波，包括：积分器；电压比较器。 （2）、输入为直流电压0~10V （3）、输出为f=0~500Hz的矩形波。 3.3 系统设计原理及内容 3.3.1 设计思想 电压/频率转换器的输出信号f0与输入电压V的大小成正比，输入控制电压为直流电压。 利用输入电压的大小改变电容的充电速度，从而改变振荡电路的震荡频率，故可以采用积分器作为输入电路。积分器的输入信号去控制电压比较器，从电压比较器6号引脚输出为矩形脉冲信号，从积分器的6号引脚输出为三角波信号，两者频率相同。将输出信号的电平通过回路，反馈到积分器，控制积分电容放电，同时运用二极管的单向导电性，做成电子开关，当积分器的电容放电到一点数值时，开关二极管作用，电源给电容充电。这样就构成了一个电容反复充电、放电的过程，电路震荡产生波形，并且输入电压的大小决定了电容的充放电的速度，从而进行输出波形频率的改变，达到设计目的。 3.3.2 电压/频率转换器原理框图如下，图1、2： 图1 图2 3.3.3 各模块方案设计 1. 积分器的设计方案 基本设计方案如下方截图3 图3 积分电路是实现波形变换、滤波等信号处理功能的基本电路，它可以将周期性的方波电压变换为三角波电压。 当T导通时，积分电路的等效电路如图4所示，集成运放A同相输出端的电位为 图4 反相输入端电位。积分电路的输出电压为 当T截止时，积分电路的等效电路如图5所示，Up1、Un1不变，仍为。积分电路的输出电压为 图5 2.比较器的设计方案 电压比较器基本设计方案如下方图6 图6 比较器的输出电压通过反馈网络加到同相输入端，形成正反馈，待比电压V1较加在反相输入端。比较器虽然有闭合环路，但由于该环路引入的是正反馈，电路增益更高，运放依然属于开环工作。在实际运用中，利用迟滞特性可以有效地克服噪声和干扰的影响。例如，在过零检测器中，若是如正弦电压上叠加噪声和干扰，则由于零值附近多次过零，输出就会出现错误阶跃。采用迟滞比较器，只要噪声和干扰的大小在迟滞宽度内，就不会引起错误的阶跃。 A2构成的是反相输入的滞回比较器，其输出电压Uo决定于由R7和稳压管Dz组成的限幅电路，输出高电平，输出低电平，阈值电压为，当Rw的