《模拟电子技术基础》课程设计报告题目电压/频率变换器
班级电科1124
姓名冯刚毅
学号************
成绩
日期
课程设计任务书
一电压/频率变换器的设计方案简介
1.1 实验目的及应用意义
1．学习简单积分电路的设计与由555定时器组成的单稳态触发器。

2．用multisim设计出实验原题图，使V I变化范围：0∽10V，f o变化范围：0∽10kHz；并分析其功能原理。

1.3 设计思路
电压/频率变换器的输入信号频率f。

与输入电压V i 的大小成正比，输入控制电压V i常为直流电压，也可根据要求选用脉冲信号做为控制电压，其输出信号可为正弦波或者脉冲波形电压。

本设计利用输入电压的大小改变电容的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故采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或者单稳态触发器，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，当电容放电到某一域值时，电容C再次充电。

由此实现V i 控制电容充放电速度，即控制输出脉冲频率。

1.4 原理框图设计
电压频率转换器原理框图
1.5 电路图
积分器
单稳态转换器
电子开关
恒流源
输出
输入
二电压频率变换器各单元电路设计
2.1 积分器设计
积分器采用集成运算放大器和R C 元件构成的反向输入积分器。

具体电路如下：
2.2 单稳态触发器设计
单稳态触发器采用555 定时器构成的单稳电路。

具体电路如下：
2.3 电子开关设计
电子开关采用开关三极管接成反向器形式，当触发器的输出为高电平时，三极管饱和导通，输出近似为0，当触发器输出为低电平时，三极管截止，输出近似等于+Vcc。

2.4 恒流源电路设计
恒流源电路可采用开关三极管T，稳压二极管D z 等元件构成。

具体电路如下所示。

当V1’为0时，D2，D3 截止，D4 导通，所以积分电容通过二极管放电。

当V1’为1 时，D2，D3 导通，D4 截止，输入信号对积分电容充电。

在单稳态触发器的输出端得到矩形脉冲。

三理论计算3.1 主要参数表
3.2 基本计算
根据题目要求结合电路图，输入与输出关系V i∝f0，题目要求输入电压范围为1~10V，而输出频率要求为1~10KHZ，所以该V FC 电路需有1khz/v 的换系数。

输入有信号电压V in 时，积分电容充电，积分器输出下降，当电压降至触发器的
〈1/3Vcc），555 置位，输出高电平，使得积分电容通过恒流源反向充电；触发电平（
当电容C2电压上升到2/3Vcc 时，又使555 复位，积分电容又开始充电，从
而形成振荡。

因为单稳态电路的充电时间 tw=1.1*R9*C3,选取R9 为
43k,C3 为1000p，确定充电时间约为0.05ms。

根据所采用的恒流源电路及参数设
置以及输入电压与输出频率的关系，可确定恒流源对积分电容反向充电时间，由
于积分电路Uo=(-Ui/R1*C1)t,从而确定C1=0.1uf，R1=20K。

四实验结果
输入电压为1V时：
输入电压为5V时：
输入电压为10V时：
五设计总结及心得体会
电压/频率 (U/F) 转换电路是将模拟电压信号转换成频率信号。

由于U/F 转换本身是一积分过程,其转换结果送给计算机是可采用简单的光电耦合,因而具有较强的抗干扰能力。

U/F 转换电路与计算机的接口比较简单，转换精度和线性度也比较好。

通过这次课设设计，让我对以学的知识有所回忆，加深了Multisim的应用，并且学到了许多新的知识。

我们组只有三个人，虽然人比较少，但是我们对这次的课程设计都非常积极。

我们根据在网上和参考书上找到有关电压频率变换器的知识，在一起研究和设计电路，画电路图；在仿真结果不正确时，认真检查电路并研究了示波器的接法，从而得到了正确的结果。

这次课程设计，让我对以前模电学过的积分电路与稳压管有了进一步的了解，对由数电中的555定时器组成的单稳态触发器不止停留在了书本上的介绍，知道了它的具体用处。

这次课程设计，提高了我们的动手能力和自己主动分析解决问题的能力，也让我意识到团队合作的重要性，只有让每个人发挥自己的长处，才会发挥团队的力量。