《三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电压/频率转换电路一、设计任务与要求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 uIT2，振荡周期 TT1。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
2、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
3、程，电路产生自激振荡，波形如图（b）所示。uI 愈大，uO1 从零变化到 UREF 所需时间愈短，振荡频率也就愈高比较两方案可知，电荷平衡式电路的满刻度输出频率高，线性误差小，精度高，且电路简单、元器件较常见、能容易获得。故采用方案一电荷平衡式电路。三、单元电路设计与参数计算（一）积分器积分电路的输入电压 Ui 和输出电压 Uo 的波形。由于 tp，电容缓慢充电，其上的电压在整个脉冲持续时间内缓慢增长，当还未增长到趋于稳定值时，脉冲已告终止（t=t1）。以后电容经电阻缓慢放电，电容上电压也缓慢衰减。在输出端输出一个锯齿波电压。时间常数 越大，充放电越是缓慢，所得锯齿波电压的线性也就越好。从波形
4、上看，u2 是对 u1 积分的结果。因此这种电路称为积分电路。在脉冲电路中，可应用积分电路把矩形脉冲变换为锯齿波电压，作扫描等用。 积分电路如图所示:其中 R f 是为了防止集成运放饱和。运算关系： u o = 1 /R C u i d t 设置 R = 10 k ， C = 1 F 当输入为阶跃信号时，输出电压波形如图所示：（二）滞回比较器1）电路结构：滞回比较器电路见图所示。它是从输出引一个电阻分压支路到同相输入端。 由电路有输出电压 Uo=Uz。2）工作原理及传输特性当输入电压 UI从零逐渐增大，且 U+U T时，U o =+ Uz，+U T称为上限阀值电平。 Z21TUR当输入电压 U
5、i=+UT，Uo = - Uz。-U T称为下限阀值电平。当 Ui 逐渐减小，且 Ui= -UT以前，Uo 始终等于- Uz，因此出现了如图所示的滞回特性曲线：回差电压 U：ZUR21 T)(3）特点及应用抗干扰能力较强。一般用于波形的形成和变换。四、总原理图电压频率转换电路五.仿真结果:六、结论与心得(一)实验结论直流电源：(1）桥式整流电路由四只二极管组成，保证了在变压器副边电压的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变。(2）电容滤波电路是利用电容的充放电作用，使输出的电压趋与平滑。(3）在稳压管稳压电路中，只能使稳压管工作在稳压区，输出电压才能得到基本稳定。电荷平衡式电压-频率转换电路：(1）电荷平衡式电压-频率转换电路是由积分器和滞回比较器组成的电路。(2）通过该电路能够实现电压-频率的转换。(3）在输出波形不失真的范围内，f 与 是成正比的关系，f 随 的增大IUIU而增大。(二)心得通过此电压-频率转换电路设计，加强了我对课程的理解，对其应用有了一定的认识，提高了我们综合运用知识的能以及分析问题、解决问题的能力。一方面，它加深与巩固了所学的各章节的理论，并将其综合运用，提高了我们综合运用知识的能力；另一方面，培养了我们对专业知识学习的兴趣。
