电压频率转换电路

课程设计

课程设计报告书

绪论

课程名称： 电子技术课程设计

题 目：电压/频率和频率/电压转换电路的设计

学 院： 电子工程系学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 姓 名： 学 号：

2010年 7 月 5 日

1

课程设计

（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

模拟电路课程设计报告

——频率/电压变换器

课程名称： 模拟电子技术课程设计 题 目： 电压/频率转换电路的设计 系 （院）： 自动化学院 专 业： 自动化专业 班 级： 姓 名： xxx 学 号： 时 间： 2013-06

目录

1. 题目--------------------------------------------------------- 3 2. 引言-------------------------------------------------------3 3. 系统设计原理内容及要求----------------------------3

3.1 设计目的--------------------------------------------------3 3.2 设计要求-------------------------------------------------3

3.3 系统设计原理及内容---------------------

黄智伟系列之电压一频率变换电路,很经典,本文档属于个人收集~

电压—频率变换电路

电压一频率变换电路（VFC）能把输入信号电压变换成相应的频率信号，即它的输出信

号频率与输入信号电压值成比例，故又称之为电压控制振荡器（VCO）。VFC广泛地应用于调

频、调相、模／数变换(A/D)、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。由通

用模拟集成电路组成的VFC电路，尤其是专用模拟集成V /F转换器，其性能稳定、灵敏度

高、非线性误差小。

VFC电路通常主要由积分器、电压比较器、自动复位开关电路等三部分组成。各种类型

VFC电路的主要区别在于复位方法及复位时间不同而已。下面将讨论由运放构成的各种VFC

电路和典型的模拟集成V /F转换器。

4.1运放构成的VFC电路

4.1.1简单的VFC电路

图4.1.1所示为简单的VFC电路。

图4.1.1 简单的VFC电路

从图4.1.1可知，当外输入信号vi＝0时，电路为方波发生器。振荡频率fo为

当时，运放同相输入端的基准电压由vi和反馈电压Fvvo决定。如vi＞0，

则输出脉冲的频率降低，f＜fo ；如vi＜0，则输出脉冲的频率升高，f＞fo。可见，输出信

号频率随输入信号电压vi变化，实现V/F变换。

4.1.2复位型VFC电路

复位

黄智伟系列之电压一频率变换电路,很经典,本文档属于个人收集~

电压—频率变换电路

电压一频率变换电路（VFC）能把输入信号电压变换成相应的频率信号，即它的输出信

号频率与输入信号电压值成比例，故又称之为电压控制振荡器（VCO）。VFC广泛地应用于调

频、调相、模／数变换(A/D)、数字电压表、数据测量仪器及远距离遥测遥控设备中。由通

用模拟集成电路组成的VFC电路，尤其是专用模拟集成V /F转换器，其性能稳定、灵敏度

高、非线性误差小。

VFC电路通常主要由积分器、电压比较器、自动复位开关电路等三部分组成。各种类型

VFC电路的主要区别在于复位方法及复位时间不同而已。下面将讨论由运放构成的各种VFC

电路和典型的模拟集成V /F转换器。

4.1运放构成的VFC电路

4.1.1简单的VFC电路

图4.1.1所示为简单的VFC电路。

图4.1.1 简单的VFC电路

从图4.1.1可知，当外输入信号vi＝0时，电路为方波发生器。振荡频率fo为

当时，运放同相输入端的基准电压由vi和反馈电压Fvvo决定。如vi＞0，

则输出脉冲的频率降低，f＜fo ；如vi＜0，则输出脉冲的频率升高，f＞fo。可见，输出信

号频率随输入信号电压vi变化，实现V/F变换。

4.1.2复位型VFC电路

复位

2012~2013学年 第 二 学期

《 模拟电子技术 》 课 程 设 计 报 告

题 目： 电压/频率转换器 专 业： 电子信息工程 班 级： 一班 姓 名： 鲍家明、陈文、董彬彬、耿王鑫、

李小飞、凌志、石大热、王劲松

指导教师： 倪 琳

电气工程系 2011年6月5日

1、任务书 课题名称 指导教师（职称） 执行时间 ~ 学年第 学期 第 周 学生姓名 学号 承担任务 鲍家明 积分器设计 11109121001 陈 文 积分器设计 1109121003 耿王鑫 单稳态触发器设计 1109121011 李小飞 单稳态触发器设计 1109121018 凌 志 恒流电路设计 1109121020 石大热 恒流电路设计 1109121026 王劲松 电子开关设计 1109121034 董彬彬 电路的仿真 1109121006 设计目的 1、掌握电压/频率变换器的设计方法； 2、熟悉集

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。

频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变，将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

一、引言 随着变频调速技术的发展，变频器调速已成为交流调速的主流，在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制，即变压变频（VVVF）方式调速，因此，变频器在使用前正确地设定其压频比，对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频

世界各国使用的电压及频率

世界各国的用电频率 ，各国电压等级及频率

阿根廷 ：电压:220V (单相) ，380V (三相)，频率:50Hz 巴西 ： 电压:110/220V(单相) ，380/460V(三相)，频率:60Hz 加拿大： 电压:120/240V (单相) ，208/240V (三相)；频率:60Hz 墨西哥： 电压:127/220V (单相) ，220V (三相)；频率:60Hz 美国： 电压:120/240V (单相) ，208/240V (三相)；频率:60Hz 澳大利亚 / 新西兰 ：电压:240/415V (单相) ，415V (三相)；频率:50Hz 香港： 电压:120/220V (单相) ，220V (三相)；频率:50Hz 印度： 电压:230V； 频率:50Hz

印尼 ： 电压:230V (单相) ，380V (三相) ；频率:50Hz

日本 ： 电压:100/200V (單相) ，200V (三相)；频率:50Hz 日本的电压是100伏的。频率有两种，东日本的频率是50Hz；

在包括名古屋、京都和大阪在内的西日本的频率是60Hz。

韩国 ： 电压:220 (单相) ，380 (三

本节课是一节实验教学课教案,是我在参加本市的实验优质课教学比赛时使用的,与实验内容紧密结合,利用班班通授课系统,获得良好的教学效果

用电压表探究串联电路的电压规律

郑州市第七十八中学 张晖

【教案背景】：本节实验教学课教案是我参加郑州市中小学实验教学优质课比赛时所用的，基于郑州市的班班通授课系统，利用电子白板，结合实验内容，整合后得到的一节实验教学课教案。本节课教案与实验内容紧密结合，而电子白板起到非常重要的导向作用。

【教材分析】：《用电压表探究串联电路的电压规律》是八年级物理下册第六章的内容，一方面关注学生的动手操作能力；一方面关注学生的总结归纳能力。本节实验课是建立在学生已经熟悉电压表使用的基础上，对于后继内容的学习起到承上启下的作用。

【课题】：用电压表探究串联电路的电压规律

【教学目标】

1知识与技能：学会正确将电压表接入待测的串联电路

正确测量串联电路的电压，并能作出相应的电路图

2 过程与方法：在探究串联电路的电压规律的过程中，初步培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。

3 情感态度与价值观：明确实验探究的目的，在实验中培养学生实事求是的科学态度，团结协作的精神。

重点：正确使用电压表测量串联电路的电压，并作出相应的电路图 难点：对实验数据进行

D/A转换器品种繁多,有权电阻DAC、变形权电阻DAC、T型电阻DAC、电容型DAC和权电流DAC等。为了掌握数/模转换原理,必须先了解运算放大器和电阻译码网络的工作原理和特点。

实验十 D / A、A / D转换器

一、实验目的

1、了解D / A和A / D转换器的基本工作原理和基本结构

2、掌握大规模集成D / A和A / D转换器的功能及其典型应用 二、实验原理

在数字电子技术的很多应用场合往往需要把模拟量转换为数字量，称为模 / 数转换器（A / D

转换器，简称ADC）；或把数字量转换成模拟量，称为数 / 模转换器（D / A转换器，简称DAC）。完成这种转换的线路有多种，特别是单片大规模集成A / D、D / A转换器问世，为实现上述的转换提供了极大的方便。使用者可借助于手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。本实验将采用大规模集成电路DAC0832实现D / A转换，ADC0809实现A / D转换。 1、 D / A转换器DAC0832

DAC0832是采用CMOS工艺制成的单片电流输出型8位数 / 模转换器。图10－1是DAC0832的逻辑框图及引脚排列。

图10－1 DAC0832单片D/A转换器逻辑框图和

本节课是一节实验教学课教案,是我在参加本市的实验优质课教学比赛时使用的,与实验内容紧密结合,利用班班通授课系统,获得良好的教学效果

用电压表探究串联电路的电压规律

郑州市第七十八中学 张晖

【教案背景】：本节实验教学课教案是我参加郑州市中小学实验教学优质课比赛时所用的，基于郑州市的班班通授课系统，利用电子白板，结合实验内容，整合后得到的一节实验教学课教案。本节课教案与实验内容紧密结合，而电子白板起到非常重要的导向作用。

【教材分析】：《用电压表探究串联电路的电压规律》是八年级物理下册第六章的内容，一方面关注学生的动手操作能力；一方面关注学生的总结归纳能力。本节实验课是建立在学生已经熟悉电压表使用的基础上，对于后继内容的学习起到承上启下的作用。

【课题】：用电压表探究串联电路的电压规律

【教学目标】

1知识与技能：学会正确将电压表接入待测的串联电路

正确测量串联电路的电压，并能作出相应的电路图

2 过程与方法：在探究串联电路的电压规律的过程中，初步培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。

3 情感态度与价值观：明确实验探究的目的，在实验中培养学生实事求是的科学态度，团结协作的精神。

重点：正确使用电压表测量串联电路的电压，并作出相应的电路图 难点：对实验数据进行