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1、 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）辽 宁 工 业 大 学 模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电压/频率变换器院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字）起止时间： 2014.6.30-2014.7.11本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室： 电子信息工程学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目电压/频率变换器课程设计（论文）任务设计参数：（1）设计一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器。（2）设计放大器所需的直流稳压电源。（3）电压/频率变换器输入Vi为直流电压（控制信号），输出频率
2、为f0的矩形脉冲，且。（4）Vi变化范围：010。（3）f0变化范围：010kHz。（4）转换精度1%。设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4 .组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。进度计划第1天：集中学习；
3、第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：选择器件进行单元电路设计；第5天：单元电路设计及仿真；第6天：整体电路设计并仿真；第7天：电路焊接制板；第8天：焊接调试；第9天：完善设计；第10天：答辩。指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要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应用广泛。本设计是主要针对的是模拟电子技术课程的设计，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、
4、V/f（电压/频率）变换器、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。关键词：电压比较电路；v/f；f/v；电路设计目 录第1章 绪论11.1 电压频率变换器概况11.2 本文研究内容1第2章 电压频率变换器电路设计22.1 电压频率变换器总体设计方案22.2 具体电路设计32.2.1 积分运算电路设计32.2.2 滞回电压比较器电路设计42.2.3总电路设计52.2.4直流稳压电源电路设计52.3
5、元器件型号选择62.4 Multisim仿真、数据分析6第3章 课程设计总结11参考文献12元器件清单13III第1章 绪论1.1 电压频率变换器概况电压频率变换器实质上是一种振荡频率随外加控制变换器。其主要是通过输入电压控制输出频率，电压/频率变换电路的输出信号频率fo与输入电压Ui成正比，所以在调频，锁扣，和模/数变换等许多领域中，得到了非常广泛的应用，电压/频率变换电路中的主要部分已经能集成在一块硅片上，这就为它的广泛应用创造了有利条件。压控振荡器的应用十分广泛，若用方波作为控制电压，压控振荡器就是双频振荡器，能交替输出两种频率的波型，若用正弦交流电压作为控制电压，压控振荡器就成了调频振
6、荡器，能输出抗干扰能力很强的调频波，上述各类信号波形以应用于各种智能测试设备和自动控制系统中。电压频率变换器还具有精度高，线性度高，温度系数低，功耗低，动态范围宽的一系列优点。1.2 本文研究内容（1）设计一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器。（2）设计放大器所需的直流稳压电源。（3）电压/频率变换器输入Vi为直流电压（控制信号），输出频率为f0的矩形脉冲，且。（4）Vi变化范围：010。（5）f0变化范围：010kHz。（6）转换精度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。
7、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。图2-3积分运算电路其中R f 是为了防止集成运放饱和。运算关系：U o = 1/RCUi d t 设置 R = 10 k C = 1F。积分运算电路图如图2-3所示2.2.2 滞回电压比较器电路设计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。滞回电压比较器电路图如图2-4所示：图2-4 滞回比较器2.2.3总电路设计利用输入电压的大小改变电容器的充电速
8、度，从而改变振荡电路的振荡频率，可以用积分器作为输入电路。积分器的输出信号去控制电压比较器，可得到矩形脉冲输出，由输出信号电平通过一定反馈方式控制积分电容恒流放电，当电容放电到某一定值时，电容再次充电。所以，输出脉冲信号的频率决定于电容的充放电速度，即决定于vi值的大小，从而就实现电压/频率变换。总电路电路图如图2-5所示： 图2-5总电路图2.2.4直流稳压电源电路设计图2-6 直流稳压电源电路2.3 元器件型号选择电路由MULTISIM软件仿真，运算放大器采用741运放741采用双电源供电，同相端加输入电塔，6口输出。其中R f 是为了防止集成运放饱和。运算关系：U o = 1/RCUi
9、d t 设置 R = 10 k C = 1F。2.4 Multisim仿真、数据分析1.电压频率转换电路数据处理由公式f=R2*Ui/2R1*Rw*C*UzUi=1v时测量值f=781，真实值f=806，相对误差3.10%Ui=3v时测量值f=2388，真实值f=2419，相对误差1.28% 当Ui=5v时测量值f=3985，真实值f=4032，相对误差1.17%当Ui=7v时测量值f=5452，真实值f=5645，相对误差3.42%当Ui=9v时测量值f=7186，真实值f=7252，相对误差0.91%2.误差分析1）集成块不是理想的集成块。2）电子元器件存在缺陷，不是标准数值，如电阻电容不
10、理想。3）电路中的连线不理想有电阻，使实验存在误差。4）直流电源不是标准的正负12v。5）参数设计不是标准的。6）信号源带载能力差。2.5 实物图第3章 课程设计总结通过此次模电电荷平衡式电压频率转换电路课程设计，加强了我对模拟电子技术这门课程的理解，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。此次模拟电子技术课程设计，让我懂得了实践的重要性。我们感觉自己的水平还是有待提高。我们有很多的灵感和创意非常好，但技术上却无法将它变成实物变成画面呈现在观众面前。这就很痛苦，技术上的不足大大的影响了作品的效果。就像我们原来想画一个浑身毛发金光闪闪的狮子，但最终出来的却是一个看似病怏怏的黄猫。经常说创意大于技术，对，但如果没有技术，再好的创意也是纸上谈兵，毫无用处。我们是技术型人才，丢到剧组里也是个工兵，除非你有导演的思想，否则以你的身份那就毫无用处。再说导演也要先了解技术，才能更好的统筹调度。这次课程设计恰好是将课本知识与的巩固与综合运用结合来，再加上实际动手能力的培养三者结合起来的。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趣。课程设计中
