頻壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)調(diào)試總結(jié)報(bào)告

頻壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)調(diào)試總結(jié)報(bào)告

頻壓轉(zhuǎn)換器歷經(jīng)倆月終于做好了，做工程和在學(xué)校做實(shí)驗(yàn)的差距實(shí)在太大了，這是我做完這個(gè)項(xiàng)目后最深的體會(huì)。

畫PCB板的時(shí)候要考慮線路的走向，電源線，信號(hào)線，地線必須走向合理，有的甚至還要加粗等等，這是我以前在學(xué)校沒(méi)見(jiàn)到過(guò)的，以前在學(xué)校的時(shí)候線路走通就可以了。還有就是參數(shù)的匹配問(wèn)題，必須嚴(yán)格按照規(guī)定去算，稍微有點(diǎn)區(qū)入就對(duì)信號(hào)造成很大的影晌。通過(guò)做這個(gè)項(xiàng)目使我對(duì)工程有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。頻壓轉(zhuǎn)換就是對(duì)AD650芯片電荷平衡的應(yīng)用：

通過(guò)輸入占空比50%的方波0到3KHZ得到電壓0到3V。

CINT和Cos這是這個(gè)電路中的倆個(gè)關(guān)鍵電容

定時(shí)電容（Cos/pF）由于輸入頻率是0到3KHZ輸入電阻的選取電容的大小是4nF。積分輸入電阻調(diào)節(jié)輸出電壓。20K電位器調(diào)節(jié)失調(diào)電壓。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明輸出電壓有紋波，所以考慮加一個(gè)有源二階低通濾波器，選用高通是由于輸入頻率是0到3KHZ。

R1和R2的阻值必須相等，根據(jù)巴塞沃夫特性C1和C2有個(gè)兩被關(guān)系。

輸入Fin不確定怕把里面的芯片燒掉，所以加一個(gè)光電耦合來(lái)隔離外面的信號(hào)。

在焊接PCB板的時(shí)候要注意烙鐵溫度的控制，還有就是虛焊問(wèn)題等等。在調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)的問(wèn)題就是虛焊和漏焊，所以在以后焊接上可以一個(gè)部分一個(gè)部分來(lái)焊那樣可以更好的找出問(wèn)題，和不至于漏焊。

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淮海工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

課程名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)系（院）：電子工程學(xué)院學(xué)期：201*-201*-2專業(yè)班級(jí)：電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)081班姓名：陳大偉學(xué)號(hào)：030831122

評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：簽名：1

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目錄

1.題目2.引言

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理內(nèi)容及要求

3.1設(shè)計(jì)目的3.2設(shè)計(jì)要求

3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及內(nèi)容

3.3.1設(shè)計(jì)思想

3.3.2電壓/頻率轉(zhuǎn)換器原理框圖3.3.3各模塊方案設(shè)計(jì)

1.積分器的設(shè)計(jì)方案

2.比較器的設(shè)計(jì)方案

3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器設(shè)計(jì)方案

4.低通濾波器設(shè)計(jì)方案

3.3.4模塊的整合

4.元件清單5.心得體會(huì)6.參考文獻(xiàn)

3

1題目電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)2引言

本實(shí)驗(yàn)是對(duì)信號(hào)的產(chǎn)生、處理及變換功能電路的設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)和操作中有這廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)是在大二學(xué)生學(xué)習(xí)完《電路》、《電子線路（線性部分）》《信號(hào)與系統(tǒng)》等專業(yè)課程之后進(jìn)行的，具有可操作性和應(yīng)用性，學(xué)生能夠獨(dú)立完成。電路信號(hào)的轉(zhuǎn)換已經(jīng)在電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，如：采樣/保持（S/H）電路、電壓比較電路、V/f（電壓/頻率）轉(zhuǎn)換器、f/V（頻率/電壓）轉(zhuǎn)換器、V/I（電壓/電流）轉(zhuǎn)換器、I/V（電流/電壓）轉(zhuǎn)換器、A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器、D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換器等。可以從本實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到更多的電路設(shè)計(jì)的方法，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣和激情，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好大的基礎(chǔ)。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理內(nèi)容及要求

3.1設(shè)計(jì)目的

（1）、熟悉和應(yīng)用比較器的構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法，尤其是遲滯比較器的應(yīng)用。（2）、熟悉和應(yīng)用積分器的構(gòu)成和設(shè)計(jì)方法，了解電容在其中的工作原理。（3）、熟悉和簡(jiǎn)單應(yīng)用二極管作電子開關(guān)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)方法。（4）、熟悉遲滯比較器與積分器之間的波形轉(zhuǎn)換。（5）、熟悉掌握運(yùn)用multisim畫圖、調(diào)試和仿真。

3.2設(shè)計(jì)要求

（1）、設(shè)計(jì)一個(gè)將直流電壓轉(zhuǎn)換成給定頻率的矩形波，包括：積分器；電壓比較器。

（2）、輸入為直流電壓0~10V（3）、輸出為f=0~500Hz的矩形波。

3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及內(nèi)容3.3.1設(shè)計(jì)思想

電壓/頻率轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)f0與輸入電壓V的大小成正比，輸入控制電壓為直流電壓。

利用輸入電壓的大小改變電容的充電速度，從而改變振蕩電路的震蕩頻率，故可以采用積分器作為輸入電路。積分器的輸入信號(hào)去控制電壓比較器，從電壓比較器6號(hào)引腳輸出為矩形脈沖信號(hào)，從積分器的6號(hào)引腳輸出為三角波信號(hào)，

兩者頻率相同。將輸出信號(hào)的電平通過(guò)回路，反饋到積分器，控制積分電容放電，同時(shí)運(yùn)用二極管的單向?qū)щ娦�，做成電子開關(guān)，當(dāng)積分器的電容放電到一點(diǎn)數(shù)值時(shí)，開關(guān)二極管作用，電源給電容充電。這樣就構(gòu)成了一個(gè)電容反復(fù)充電、放電的過(guò)程，電路震蕩產(chǎn)生波形，并且輸入電壓的大小決定了電容的充放電的速度，從而進(jìn)行輸出波形頻率的改變，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

3.3.2電壓/頻率轉(zhuǎn)換器原理框圖如下，圖1、2：

v積比iv分較F器器f0VR電壓/頻率變換電路的原理框圖

圖1

過(guò)零單穩(wěn)低通f比較態(tài)觸濾波i器發(fā)器器v0頻率/電壓變換電路的原理框圖

圖2

3.3.3各模塊方案設(shè)計(jì)

1.積分器的設(shè)計(jì)方案

基本設(shè)計(jì)方案如下方截圖3

C15nFR1100kΩR320kΩR410kΩR2100kΩ2637154U1UA741CD圖3

積分電路是實(shí)現(xiàn)波形變換、濾波等信號(hào)處理功能的基本電路，它可以將周期性的方波電壓變換為三角波電壓。

當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，積分電路的等效電路如圖4所示，集成運(yùn)放A同相輸出端的電位為

C4R22U1Uo1631/3U1715UA741CD

圖4

R41up1u1u1

R3R43反相輸入端電位uN1uP1。積分電路的輸出電壓為

uo1

11u1t1t0uo1t0R2C3當(dāng)T截止時(shí)，積分電路的等效電路如圖5所示，Up1、Un1不變，仍為u1/3。

積分電路的輸出電壓為

C4R1R22U1Uo1631/3U1715UA741CD

圖5

uo111u1u1t2t1uo1t1R1R2C312u`1t2t1uo1t1R1R2C3

2.比較器的設(shè)計(jì)方案

電壓比較器基本設(shè)計(jì)方案如下方圖6

42

A2R763715R510kΩR610kΩUA741CDRWD202BZ2.2D302BZ2.25kΩ50%Key=A

圖6

比較器的輸出電壓通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)加到同相輸入端，形成正反饋，待比電壓V1較加在反相輸入端。比較器雖然有閉合環(huán)路，但由于該環(huán)路引入的是正反饋，電路增益更高，運(yùn)放依然屬于開環(huán)工作。在實(shí)際運(yùn)用中，利用遲滯特性可以有效地克服噪聲和干擾的影響。例如，在過(guò)零檢測(cè)器中，若是如正弦電壓上疊加噪聲和干擾，則由于零值附近多次過(guò)零，輸出就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤階躍。采用遲滯比較器，

只要噪聲和干擾的大小在遲滯寬度內(nèi)，就不會(huì)引起錯(cuò)誤的階躍。A2構(gòu)成的是反相輸入的滯回比較器，其輸出電壓Uo決定于由R7和穩(wěn)壓管Dz組成的限幅電路，輸出高電平UOHU26V，輸出低電平

UOLU26V，閾值電壓UTH為UTHR5UZ，當(dāng)Rw的滑動(dòng)

R5R6RW端在最左端時(shí)，UTH3V；當(dāng)滑動(dòng)端在左右端時(shí)，UTH2.4V。

過(guò)零比較器，圖7

1.78ΩR2248U1R36R132.8Ω7151.78ΩD102BZ2.2D202BZ2.2NJM4250D

圖7

過(guò)零比較器的工作原理是將輸入信號(hào)與0V地電壓進(jìn)比較來(lái)判定輸出是高電平還是低電平，例如反相輸入端輸入的過(guò)零比較器在輸入正弦信號(hào)時(shí)，在正弦波的正半周時(shí)輸出為低電平，而在正弦波的負(fù)半周時(shí)輸出為高電平。這樣就把正弦波變成矩形波了，當(dāng)然它還可以將三角波等波形變換為矩形波。

3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

基本設(shè)計(jì)方案如下方圖8

R12.8ΩR42.8Ω8VCC47RSTDISTHRTRICONGNDOUTU13C36.2FC16.2F625C26.2F1LM555CM

圖8

1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。

2.在外加脈沖的作用下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。

3.由于電路中RC延時(shí)環(huán)節(jié)的作用，該暫態(tài)維持一段時(shí)間又回到原來(lái)的穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間取決于RC的參數(shù)值。

4.低通濾波器

基本設(shè)計(jì)方案如下方圖9

C16.2F715R22.8ΩR12.8ΩU1632C26.2F48NJM4250DR32.8ΩR42.8Ω圖9

對(duì)于不同濾波器而言，每個(gè)頻率的信號(hào)的減弱程度不同。當(dāng)使用在音頻應(yīng)用時(shí)，它有時(shí)被稱為高頻剪切濾波器,或高音消除濾波器。低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設(shè)備中使用的hiss濾波器、平滑數(shù)據(jù)的數(shù)字算法、音障（acousticbarriers）、圖像模糊處理等等，這兩個(gè)工具都通過(guò)剔除短期波動(dòng)、保留長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)提供了信號(hào)的平滑形式。低通濾波器在信號(hào)處理中的作用等同于其它領(lǐng)域如金融領(lǐng)域中移動(dòng)平均數(shù)（movingaverage)所起的作用；低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫?yàn)V波器。

3.3.4模塊的整合

電壓/頻率

如圖10所示為電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路。功能是將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率與其幅值成正比的矩形波，即用輸出矩形波的頻來(lái)表示輸入直流電壓的大小，故電路完成了模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。由于輸出電壓頻率收到輸入直流電壓的控制，故也稱之為壓控振蕩器。

R8Q13kΩC12N33705nFR1100kΩR320kΩR410kΩR2100kΩ263715264D11N1202CA14A2R7D202BZ2.2D302BZ2.25kΩ50%Key=AUA741CDR510kΩ3715R610kΩUA741CDRW

圖10

頻率/電壓如圖11

VCC5VR52.8Ω1.78ΩR2248R42.8Ω8VCC47RSTDISTHRTRICONGNDOUTU23U1R36C36.2FC16.2F625R132.8Ω7151.78ΩNJM4250DD102BZ2.2D202BZ2.2C26.2F1LM555CMC46.2F715R92.8ΩR82.8ΩU3632C56.2F48NJM4250DR62.8ΩR72.8Ω圖11

4.元件清單

各種電阻、電容、UA741CD、LM555CM等等12V直流電源

5.心得體會(huì)

通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，提高了我的運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。在本次課程設(shè)計(jì)中我做的題目是：電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。在整個(gè)方案設(shè)計(jì)中，我運(yùn)用了模擬電子的相關(guān)知識(shí)，包括：積分器、遲滯比較器等模塊電路。在選擇元件方面，我使用了兩個(gè)NJM系列的集成芯片、穩(wěn)壓管以及具有單向?qū)�通性的晶體二極管，從中我學(xué)到了挑選元件的方法和元件的合理構(gòu)架等書本

上沒(méi)有的知識(shí)。

紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。沒(méi)有知識(shí)是從天而降的，沒(méi)有獲得不需要付出。是的，我這學(xué)期學(xué)習(xí)了《電子線路（線性部分）》的知識(shí)，但是知識(shí)繁多，在課堂上不能一一弄懂、弄精，這一次的課程設(shè)計(jì)給了我機(jī)會(huì)，讓我更加深刻的對(duì)模電知識(shí)有了深刻的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。在我拿到題目時(shí)，當(dāng)時(shí)我覺(jué)得這題目很簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么大不了的，不就是一個(gè)電壓/頻率的轉(zhuǎn)換器帶電路嘛，還能難住我？但在這兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我面紅耳赤，慚愧的無(wú)地自容，剛開始我連積分器如何使用，如何與比較器進(jìn)行耦合構(gòu)成壓控振蕩器的這樣的知識(shí)都不了解！

再后來(lái)我靜下心來(lái)決定好好的學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)不晚啊。我去了圖書館進(jìn)行資料的查閱，整整一天什么事都沒(méi)有做就在圖書館四樓理工閱覽室查閱資料。隨著我研究、思考的深入，對(duì)不明白的原理和方法漸漸的弄清楚之后，我開始了電路圖的設(shè)計(jì)，心理不免有點(diǎn)小小的成就感。可在設(shè)計(jì)的過(guò)程中有出現(xiàn)了新的問(wèn)題：能夠設(shè)計(jì)出無(wú)源的方波振蕩器，可就是如何加入電源，使之成為一個(gè)壓控振蕩器呢！我又一次的進(jìn)入了迷茫之中……

繼續(xù)圖書館查閱資料，隨著思考的越來(lái)越深入，突然在一天午覺(jué)時(shí)，終于有了頓悟：對(duì)，做一個(gè)開關(guān)，導(dǎo)通時(shí)電容放電，不導(dǎo)通時(shí)，電容充電，而電容的充電速度的快慢將直接控制輸出方波的頻率的改變，同時(shí)電容的充電速度直接由外接電源來(lái)解決！想到這里，我的整個(gè)設(shè)計(jì)思路和框圖已經(jīng)完全出來(lái)，萬(wàn)事具備就欠東風(fēng)啦！我無(wú)比的興奮、激動(dòng)，為我自己感到高興，成就感油然而生……

接下來(lái)就進(jìn)入了電路圖的繪制階段，值得慶幸的是在這次課程設(shè)計(jì)之前，我就已經(jīng)學(xué)會(huì)了使用電子繪圖和仿真軟件multisim。在繪圖和仿真階段，進(jìn)行的相當(dāng)?shù)捻樌�，�?duì)電阻和電容數(shù)值的調(diào)試也是很順利的。

設(shè)計(jì)過(guò)程如一條蜿蜒曲折的小徑，你永遠(yuǎn)不知道下一個(gè)拐彎后有什么等待這你。這一次的課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，讓我體會(huì)到的是設(shè)計(jì)的艱辛，但更多的是在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的喜悅，我開始越來(lái)越喜歡上電子設(shè)計(jì)了。

6.參考文獻(xiàn)

【1】謝嘉奎主編，電子線路線性部分（第四版），高等教育出版社，1999【2】翁飛兵陳棣湘主編，電子技術(shù)實(shí)踐教程，國(guó)防科技大學(xué)出版社，

201*

【3】畢滿清主編，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，201*

【4】何光明主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分），清華大學(xué)出版社，201*【5】李萬(wàn)臣主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)仿真編程與實(shí)踐，哈爾

濱工業(yè)大學(xué)出版社，201*

【6】彭介華主編，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，高等教育出版社，1996【7】編寫委員會(huì)，中國(guó)集成電路大全，國(guó)防工業(yè)出版社，1985

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