三.电压—频率转换电路实验报告——MultiSim仿真

电压/频率转换电路 一、设计任务与要求 ①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uI<0，； uO 的高电平为 UOH，uO 的低电平为 UOL； 当 uO=UOH 时，S 闭合，当 uO=UOL 时，S 断开。 当 uO=UOL 时，S 断开，积分器对输入电流 iI 积分，且 iI=uI/R，uO1 随时间逐渐上升；当增大到一定数值时，从 UOL 跃变为 UOH，使 S 闭合，积分器对恒流源电流 I 与iI 的差值积分，且 I 与iI 的差值近似为 I，uO1 随时间下降；因为，所以 uO1 下降速度远大于其上升速度；当 uO1 减小到一定数值时，uO 从 UOH 跃变为 UOL 回到初态，电路重复上述过程，产生自激振荡，波形如图(b)所示。 由 于 T1>>T2， 振 荡 周 期 T≈ T1。 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 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...