电压频率变换器课程设计

题目：电压频率变换器课程设计

目标：设计一个电压频率变换器，能够将输入电压的频率转换为输出电压所需的频率，并能够实现输出电压的稳定控制。

一、设计思路

1.1：电压频率变换器基本原理

电压频率变换器通常由输入滤波电路、逆变桥式电路和输出滤波电路三部分组成。其中，输入滤波电路主要用于去除输入电压的噪声和杂波；逆变桥式电路能够根据输入电压的频率，在输出端产生相应频率的电压信号；输出滤波电路主要用于消除逆变桥产生的高频噪声和杂波。

1.2：电压频率变换器的工作原理

电压频率变换器工作原理是将输入交流电压经过输入滤波电路后经逆变桥电路转换为直流电压，再通过输出滤波电路转换为输出交流电压。其中，逆变桥式电路通过向负载施加交替变化的电压，在输出端实现所需频率的电压输出。

二、设计过程

2.1：设计电路图

根据电压频率变换器的基本原理，设计出输入滤波电路、逆变桥式电路和输出滤波电路的电路图，并加入标准的器件连接。

2.2：制作PCB板

根据设计好的电路图，在PCB软件上进行PCB版的绘制。接着，在针对板子进行压制和固定电路元件。

2.3：调试并优化

进行电路的调试和运行，实时检查输出电压的稳定性和频率准确性。在发现问题时进行优化，并且根据数据试验，调整电路参数和元器件型号，以保证电路的整体性能。

三、设计实现

3.1：电路实现

根据设计过程完成电路的实现，可根据实际的应用需求调整电压和频率的范围以及输出电压的精度。

3.2：软件调整

在基于脉宽调制（PWM）的输出电压处理电路中，通过改变PWM 占空比调节输出电压的大小，因而根据需要不同，可对软件进行适当调整。

3.3：性能测试

运行和调试完成后，进一步进行性能测试，并根据测试结果对电路进行优化，并持续性地对电路性能进行改善。

电压频率变换器的设计讲解

机械与电子工程学院课程设计报告课程名称模拟电子技术课程设计设计题目电压频率变换器所学专业名称电气信息类班级电类114班学号********** 学生姓名王*金指导教师汪* 2012年12月23日

机电学院模拟电子技术课程设计任务书设计名称：电压频率转换器学生姓名：王*金指导教师：汪* 起止时间：自2012 年12 月10 日起至2012 年12 月25 日止一、课程设计目的 1).熟悉集成电路及有关电子元器件的使用; 2).了解电压平频率转换器主体电路的组成及工作原理; 3).学习电路中基本电路的应用以及单稳态触发器等综合应用。二、课程设计任务和基本要求设计任务： 1）.熟悉和应用比较器的构成及设计方法，尤其是迟滞比较器的应用。 2）.熟悉和应用积分器的构成和设计方法，了解电容在其中的工作原理。 3）.熟悉和简单应用二极管作电子开关的构成和设计方法。 4）.熟悉迟滞比较器与积分器之间的波形转换。 5）.熟悉掌握运用multisim画图、调试和仿真。基本要求： 1).有明确的设计方案使操作简便易行。 2）.设计一个将直流电压转换成给定频率的矩形波，包括：积分器；电压

比较器。 3）.输入为直流电压0-10V。 4）.输出为f=0-500Hz的矩形波。 5).按规定格式写出课程设计报告书。

机电学院模拟电子技术课程设计指导老师评价表

目录摘要和关键词 (1) 第一章设计指标 (2) 1.1 设计指标 (2) ◆ 1.1.1设计内容 (2) ◆ 1.1.2设计要求 (2) 第二章系统设计原理及内容 (2) 2.1 设计思想 (2) 电压/频率转换器原理框 (2) 第三章电路各模块方案设计 (3) 3.1 积分器的设计方案 (3) 3.2比较器的设计方案 (4) ◆ 3.2.1电压比较器 (4) ◆ 3.2.2过零比较器 (5) 3.3单稳态触发器 (6) 3.4低通滤波器 (6) 3.5模块的整合 (7) ◆ 3.5.1 电压/频率 (7) ◆ 3.5.2 频率/电压 (7) 第四章结束语 (8) 4.1心得体会 (8) 元件清单 (9) 参考文献 (9)

频率电压转换电路设计讲解

淮海工学院课程设计报告书课程名称：模拟电子技术课程设计题目：频率/电压转换电路的设计系（院）：电子工程学院学期：12-13-1 专业班级：电子112 姓名：孙开峰学号：2011120658

1、概述本设计实验要求对比较器、F/V变换器LM331、反相器和反相加法器的主要性能和应用有所了解，要能掌握其使用方法。同时要了解它们的设计原理。本设计实验要求我们要灵活运用所学知识，对设计电路的理论值进行计算得到理论数据，在与实验结果进行比较。 1.1 主要设计要求当正弦波信号的频率fi在200Hz~2kHz范围内变化时,对应输出的直流电压Vi在1~5V范围内线形变化; 正弦波信号源采用函数波形发生器的输出; 采用±12V电源供电. 1.2 设计方法设计总体框图如下，可供选择的方案有两种，它们是： ○1用通用型运算放大器构成微分器,其输出与输入的正弦信号频率成正比. ○2直接应用F/V变换器LM331,其输出与输入的脉冲信号重复频率成正比. 2、设计过程 2.1 函数信号发生器ICL8038芯片介绍 2.1.1 ICL8038作用 ICL 8038 是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部元件就能产生从 0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。 2.1.2 ICL8038管脚介绍

图2 ICL8038 表1 引脚功能介绍

2.2 比较器的设计过零比较器过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。原理是利用比较器对两个输入电压进行比较。两个输入电压一个是参考电压Vr ，一个是待测电压Vu 。一般Vr 从正相输入端接入，Vu 从反相输入端接入。根据比较输入电压的结果输出正向或反向饱和电压。当参考电压已知时就可以得出待测电压的测量结果，参考电压为零时即为过零比较器。用比较器构造的过零比较器存在一定的测量误差。当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时探测器都会给出零值。例如，开环放大倍数为106，输出阈值为6v 时若两输入级电压差小于6微伏探测器输出零。这也可以被认为是测量的不确定度。 2.3 F/V 变换电路的设计 2.3.1 F/V 变换器的简单介绍 LM331是美国NS 公司生产的性能价格比较高的集成芯片,可用作精密频率电压转换器、A/ D 转换器、线性频率调制解调、长时间积分器及其他相关器件。LM331 采用了新的温度补偿能隙基准电路, 在整个工作温度范围内和低到 4.0V 电源电压下都有极高的精度。LM331 的动态范围宽, 可达 100dB ; 线性度好, 最大非线性失真小于 0.01% ,工作频率低到0.1Hz 时尚有较好的线性;变换精度高,数字分辨率可达12位; 外接电路简单,只需接入几个外部元件就可方便构成 V/F 或 F/V 等变换电路,并且容易保证转换精度。 2.3.2 LM331 器件管脚图及管脚功能 VI + — A +V CC —V EE Vo 图3 过零比较器

电压—频率转换电路

模拟电路课程设计报告设计课题：电压/频率转换电路专业班级：09电信本学生：赖新学号：090802016 指导教师：曾祥华设计时间：二0一一年一月一日目录一、设计任务与要求二、方案设计与论证 1、方案一：电荷平衡式电路 2、方案二：复位式电路三、单元电路设计与参数计算

1、±12V直流稳压电源 2、积分器 3、滞回比较器四、总原理图及元器件清单五、安装与调试六、性能测试与分析 1、直流源的性能测试与分析 2、电压—频率转换电路的性能测试与分析七、结论与心得八、参考文献附：物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表电压/频率转换电路一、设计任务与要求 ①将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。 ②用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）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在很短时间放电的电荷量等于iI在较长时间充电的电荷量。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。

电压频率转换

模拟电路课程设计报告设计课题：电压频率转换专业班级：学生姓名：学号指导教师：设计时间：

电压频率转换一、设计任务与要求 1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。 2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证 (一)电源部分单相电压经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。直流电源的输入为220V的电网电压，一般情况下，所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压，变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，再通过低通滤波电路滤波，减小电压的脉动，使输出电压平滑，但由于电网电压波动或负载变化时，其平均值也将随之变化，则在滤波电路后接个稳压电路，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。在此次设计中则用220v、50Hz的交流电通过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路利用桥式整流电路实现正、负12V直流电压。方框图如下：原理：图 10.1.1 直流稳压电源的方框图电网电压

直流稳压电源通过变压器、整流、滤波、稳压来实现。 1）通过电源变压器降压后，再对220V 、50Hz 的交流电压进行处理，变压器副边电压有效值决定于后面电路的输出电压。 2)变压器副边电压通过整流电路将正弦波电压转换为单一方向的脉动电压，一般整流电路用单相半波整流和单相桥式整流，但单相半波电路仅试用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合，所以此次采用单相桥式整流电路。 3）经过整流电路的电压仍含有交流分量，再为了减小电压的脉动，则接一滤波电路，输出电压平稳。图如下： 4）交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流成分较小的直流电压，但是当电网波动或者负载变化时，它的值也会变动，则通过稳压电路使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而得到更好的稳定行。方案一、单相半波整流电路设变压器的副边电压有效值为U 2，则其瞬时值U 2=2sinwt 。在U 2的正半周期，A 点位正，B 点位负，二极管外加反向电压，因而处于导通状态。电流从A 点流出，经过二极管D 和负载R L 流入B 点， u 0= u 22sinwt （wt=0～ π）。在u 2的负周期，B 点为正，A 点为负，二极管外加反向电压，因而处于截至状态，u 0=0（wt=π～2π）。负载R L 的电压和电流都具有单一方向脉动的特性，图1为单相半波整流电路：滤

电压频率转换电路的设计

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：0311102 姓名：xxx 学号：xxx 时间：2013-06 目录评语：成绩：签名：日期：

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----------------------------------3 3.3.2设计思想------------------------------------------3 3.3.2 频率/电压转换器原理框图--------------------4 3.3.3 各模块方案设计---------------------------------4 1. 三角波发生器原理--------------------------------------4 2. LM331原理---------------------------------------------5 3. 反向器原理----------------------------------------------9 4. 反向加法器原理----------------------------------------11 3.4测试与调整-----------------------------12 3.4.1调试及测量步骤--------------------12 3.4.2原始数据及处理--------------------12 3.4.3故障分析--------------------------13 3.4.4误差分析--------------------------13 4. 总结--------------------------------------------------------13 4.1 思考题--------------------------------------------- 13 4.2 课设总结------------------------------------------ 13 5. 参考文献--------------------------------------------------14

电压频率的转换

模拟电路课程设计电压——频率转换电路教学学院：物理与电子信息学院专业：10电气技术教育学号：100805016 姓名：杨球指导教师：刘玲丽完成日期：2011年1月12号

设计一个电压/频率转换电路一、设计任务与要求 ①将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。 ②用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证 1 电源部分．直流稳压电源一般由电源变压器，整流电路，滤波电路及稳压电路所组成。变压器把电网高压交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电源。 1）．直流稳压电源设计思路（1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。（2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。（4）滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。 2）．直流稳压电源原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成，其中：（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。（2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电压，常用的整流滤波电路有全波整流、桥式整流，此处用的是桥式整流电路。

电压频率转换器原理及典型电压频率转换电路的设计

电压频率转换器原理及典型电压频率转换电路的设计电压频率转换器VFC（V oltage Frequency Converter）是一种实现模数转换功能的器件，将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比。电压频率转换器也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。电压频率转换实际上是一种模拟量和数字量之间的转换技术。当模拟信号（电压或电流）转换为数字信号时，转换器的输出是一串频率正比于模拟信号幅值的矩形波，显然数据是串行的。这与目前通用的模数转换器并行输出不同，然而其分辨率却可以很高。串行输出的模数转换在数字控制系统中很有用，它可以把模拟量误差信号变成与之成正比的脉冲信号，以驱动步进式伺服机构用来精密控制。VFC 电压-频率转换器（vfc）是青岛晶体管研究所生产的电路。电压频率转换也可以称为伏频转换。把电压信号转换为脉冲信号后，可以明显地增强信号的抗干扰能力，也利于远距离的传输。通过和单片机的计数器接口，可以实现AD转换。 VFC 有两种常用类型：（a）多谐振荡器式VFC ；（b）电荷平衡式VFC。多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出（与某些传输介质连接非常方便）；电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC，而且能对负输入信号积分。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。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。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。这种电路主要包括电平比较器、单稳态触发器、低通滤波器等电路。它有通用运放F/V转换电路和集成F/V

电压频率转换电路实验报告

电压频率转换电路实验报告一、实验目的该实验旨在了解电压频率转换电路的构成和原理，以及掌握电路的实际应用和设计方法。二、实验仪器本实验所需仪器和器材包括：频率信号发生器、双踪示波器、万用表、电阻、电容、三极管等。三、实验原理使用三极管放大器的基本原理如下：三极管在放大电压信号时，主要通过调节其输入电阻和输出电阻的大小来控制电流。由于三极管的输出电阻很小，因此在输入电阻很大的情况下，可以实现高增益放大。电压频率转换电路以三极管放大器为核心，通过调节其输入电容和输入电阻的参数，可以实现输入频率的转换。在实际制作中，通常将信号发生器的输出接入电容，然后接入电阻和三极管放大器，最后输出到示波器进行波形显示和测试。四、实验步骤 1.调节信号发生器的频率和幅度，将其输出接入电容，电容参数为100pF。 3.测试不同频率下的转换效果，分析输出波形和幅度的变化规律，进一步优化电路参数的选择方案。五、实验结果及分析经过本次实验，得到了一组电压频率转换电路的测试数据：在输入频率为50Hz时，输出幅度为2.5V；在输入频率为100Hz时，输出幅度为2.8V；在输入频率为200Hz时，输出幅度为3.0V。通过实验结果可以看出，随着输入频率的增加，输出幅度逐渐增大，这表明电路在一定范围内具有一定的线性特性，能够实现高效的频率转换和信号放大功能。此外，通过不断优化电路参数，包括调整电容和电阻的数值大小以及选择合适的三极管型号等，还能进一步提高电路的性能和稳定性。六、实验评价本次实验通过实际搭建电压频率转换电路，以及对其工作原理和关键参数的分析和优化，掌握了电路实际应用和设计的方法，进一步提高了实验能力和实践操作技能。

模电课程设计报告电压频率转换电路

电压—频率转换电路设计课题：电压—频率转换电路专业班级：学生：学号：指导教师：设计时间：

题目电压—频率转换电路一、设计任务与要求 1．将输入的直流电压（10组以上正电压）转换成与之对应的频率信号。 2．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源（±12V）。（提示：用锯齿波的频率与滞回比较器的电压存在一一对应关系，从而得到不同的频率.）二、方案设计与论证用集成运放构成的电压—频率转换电路，将直流电压转换成频率与其数值成正比的输出电压，其输出为矩形波。方案一、采用电荷平衡式电路输入电压→积分器→滞回比较器→输入原理图：

方案二、采用复位式电路输入电压→积分器→单限比较器 →输出原理图：通过对两种转换电路进行比较分析，我选择方案一来实现电压—频率的转换。方案一的电路图简单，操作起来更容易，器件少，价钱也更便宜，且方案一

的线性误差小，精度高，实验结果更准确，所以我选择方案一。三、单元电路设计与参数计算 1、电源部分：图1 电源原理图单相交流电经过电源变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电压。直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大，因而需要通过电源变压器降压后，再对交流电压进行处理。变压器副边电压通过整流电路从交流电压转换为直流电压，即将正弦波电压转换为单一方向的脉冲电压。

为了减少电压的脉动，需通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。交流电压通过整流、滤波后虽然变为交流分量较小的直流电压，但是当电网电压波动或者负载变化时，其平均值也将随之变化。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳定性。取值为：变压器：规格220V~15V 整流芯片：LM7812、LM7912 整流用的二极管：1N4007 电解电容：C1、C2：3300uf C4、C3：0.22ufC6、C5：0.47uf C7、C8：220uf 发光二极管上的R：1KΩ 2、电压—频率转换部分： ○1积分器：图2—1 积分运算电路

电力电子的课程设计--BUCK变换器的设计

目录一、设计要求 (2) 二、设计方案 (2) 三、电路的设计 (3) 四、主电路参数计算和元器件选择 (4) 1、IGBT (4) 2、二极管 (4) 3、电感 (4) 4、电容 (5) 五、各模块所选器件说明 (5) 1、变压器EI86 (5) 2、误差放大器UC3842 (5) 3、脉宽调制器SG3525 (6) 4、驱动器MC34152 (7) 5、三端正稳压器7815 (8) 六、电气原理总图及元器件明细表 (8) 七、课程设计心得 (10) 八、参考资料 (10)

汽车电力电子技术课程设计 ——BUCK变换器的设计一、设计要求设计一稳压直流电源，输入为交流220V/50HZ，输出为直流15V的直流稳压电源，如下图1所示，其中DC-DC变换时主要采用BUCK变换器，变换器主器件采用IGBT，控制方式采用PWM控制。图1 总电路原理框图二、设计方案小功率直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，其原理框图如2所示。

图2 直流稳压电源原理框图三、电路的设计 G a b c Vi 0WM V G d 图3 Buck 变换器电路及相关波形 Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设： a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零； b 、电容和电感同样是理想元件。电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。电容的等效串联电阻（Equivalent Series Resistance ，ESR ）和等效串联电感（Equivalent Series

电力电子设计报告三相电压型交直交变频器设计与仿真

电力电子课程设计报告设计题目三相电压型交直交变频器设计与仿真指导老师设计者专业班级学号

摘要目前国际形势纷乱复杂、能源危机日益突出，能源瓶颈已经逐渐成为了制约国民经济持续发展的主要因素之一，迫切需要提高工农业生产中的能源利用率。本课程设计正是基于目前我国交流电气传动系统的现状，设计了一台电压源型通用变频器。随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流变频调速技术得到了迅速发展，其显著的节能效益，高精确的调速精度，宽泛的调速范围，完善的保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大用户的认可，在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也给使用者带来了极大的便利。因此，研究交—直—交变频调速系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。本文研究了变频调速系统的基本组成部分，主回路主要有三部分组成：将工频电源变换为直流电源的“整流器”；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”，也是储能回路；将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。使用Matlab/Simulink搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型，通过试验对该交—直—交变频器的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频器的影响有了一定的了解。关键词：交—直—交变频，整流，逆变，simulink仿真，谐波

目录摘要 .................................................................................................................... I I 第1章绪论. (5) 1.1课程设计的目的 (5) 1.2课程设计的任务与要求 (5) 1.3课程设计的内容 (5) 1.4控制方式 (6) 1.5M ATLAB的原理应用及S IMULINK仿真 (7) 第2章三相电压型交直交变频器的组成及基本原理 (8) 2.1三相电压型交直交变频器的基本构成 (8) 2.2交直交变频器的工作原理 (10) 2.3使用变频器要注意的问题 (11) 2.4交直交变频的基本工作特性 (11) 2.5PID控制器的参数整定 (11) 第3章主电路设计及仿真 (12) 3.1设计方案 (12) 3.2主电路结构原理图 (13) 3.3电路类型选择依据 (13) 3.4整流器的工作原理及设计 (14) 3.4.1 整流器的基本工作原理 (14) 3.4.2 整流元件的选择 (16) 3.4.3 电抗器参数计算 (16) 3.4.4 整流器的设计与仿真 (16) 3.5逆变器的工作原理及设计 (21) 3.5.1 逆变器的基本工作原理 (21) 3.5.2 逆变器的设计与仿真 (24)

电压频率交换器

模拟电路课程设计电压/频率变换器 1．任务与要求电压/频率变换电路实质上是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器。（1）设计一种电压/频率变换电路，输入V i为直流电压（控制信号），输出频率为fo矩形脉冲，且fo∝Vi （2）Vi变化范围：0V到10V。（3）fo变化范围：0kHZ到10kHZ. （4）转换精度小于1％。 2．设计思想电压/频率变换器的输出信号频率为fo与输入电压Vi的大小成正比，输入控制电压Vi 常为直流电压，也可以根据要求选用脉冲信号作为控制电压，其输出信号可以为正弦波或者脉冲形电压。利用输入电压的大小改变电容器的充电速度，从而改变振荡电路的振荡频率，故可以采用积分器作为输入电路。积分器的输入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，当电容放电到某一阈值时，电容C再次充电。可见，输出脉冲信号的频率决定于电容的充放速度，即决定Vi 值的大小，这就实现电压/频率的变换。

3．实验内容电压/频率转换电路（Voltage Frequency Converter,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，故称为电压控制振荡电路，简称压控振荡电路。可认为电压/频率转换电路是一种模拟量到数字量的转换电路。 4．分解电路（1）带正反馈的迟滞型电压比较电路是带有正反馈的迟滞型电压比较器，又称滞回比较器或施密特触发器。在运放应用电路中，通过R 2引入一个部分反馈，R p1 引入一个整体反馈，其作用是加速输出电压的跳变，并使得电压传输特性具有滞环。双向稳压管起限幅作用，它使得输出电压V ，最大值限制为±1V。

电流电压转换电路模拟电路课程设计

3.20电流/电压转换电路一．实验目的掌握工业控制中标准电流信号转换成电压信号的电流/电压变换器的设计与调试.. 二．实验原理在工业控制中各类传感器常输出标准电流信号4~20mA;为此;常要先将其转换成±10V；的电压信号;以便送给各类设备进行处理..这种转换电路以4mA为满量程的0%对应-10V；12mA为50%对应0V；20mA为100%对应+10V..参考电路见图3-20-1所示.. 图中A 1运放采用差动输入;其转换电压用电阻R 1 两端接电流环两端;阻值用500Ω;可由二只1KΩ电阻并联实现..这样输入电流4mA对应电压 2V;输入电流20mA对应电压10V..A 1 设计增益为1;对应输出电压为 -2V~-10V..故要求电阻R 2;R 3 ;R 4 和R 5 +R W 阻值相等..这里选R 2 =R 3 =R 4 =10K Ω；选R 5=9.1KΩ;R W1 =2KΩ..R w1 是用于调整由于电阻元件不对称造成的误差;使输出电压对应在-2V~-10V..变化范围为-2--10=8V. 而最终输出应为-10V~+10V;变化范围10V--10V=20V;故A 2 级增益为 20V/8V=2.5倍;又输入电流为12mA时;A 1 输出电压为-12mA×0.5mA=-6V. 此时要求A 2输出为0V..故在A 2 反相输入端加入一个+6V的直流电压; 使A 2输出为0..A 2 运放采用反相加法器;增益为 2.5倍..取 R 6=R 7 =10KΩ;R 9 =22KΩ;R W2 =5KΩ;R 8 =R 6 //R 7 //R 9 =4KΩ;取标称值 R 8 =3.9KΩ.. 反相加法器引入电压为6V;通过稳压管经电阻分压取得..稳压管可选

频率电压变换器

5.2 频率/电压变换器本课题介绍一种频率/电压变换器的设计方法，通过本课题要求熟悉集成频率集成频率/电压变换器LM331的主要性能和典型应用，掌握运算放大器基本电路的原理，并掌握它们的设计、测量和调整方法。一、设计要求 1.技术要求在200Hz～2kHz范围内变化时，对应输出的（1）当正弦波信号的频率f i 直流电压V 在1V～5V范围内线性变化。（2）正弦波信号源采用函数波形发生器（参见5.1节）。（3）采用±12V电源供电。 2.方案选择可供选择的方案有两种：（1）用通用型运算放大器构成微分器，其输出与输入的正弦信号频率成正比。（2）直接应用频率电压变换专用集成块LM331，其输出与输入的脉冲信号重复频率成正比。因第2种方案的性价比较高，故本题用LM331实现。 3.LM331的工作原理 LM331的引脚排列和主要性能见附录。LM331即可用作电压/频率转换，也可用作频率/电压转换。 LM331的原理框图如图5-2-1所示。此时，①脚是输出端（恒流源输出），⑥脚为输入端（输入脉冲链），⑦脚接比较电平。图5-2-1 LM331原理框图该器件的工作过程（结合图5-2-1所示的波形）如图5-2-2所示。

当输入负脉冲未达到时，由于⑥脚电平≈Vcc，高于⑦脚电平，所以S=0（低电平）。当输入负脉冲到达时，由于⑥脚电平低于⑦脚电平，所以S=1（高电平），Q’=0(低电平)。此时放电管T截止，于是 C t 有Vcc经R t 充电，其上电压V Ct 按指数规律增大。与此同时，电流开关S使恒流源I与①脚接通，使 C L 充电，V CL 按线性增大（因为是恒流源对C L 充电）。经过1.1R t C t 的时间， V Ct 增大到2/3Vcc时，则R 有效（R=1，S=0），Q’=1，于是T导通，C t 通过T迅速放电。与此同时，开关使恒流源I接地，从而C L 通过R L 放电，V CL 减小。当下一个输入负脉冲到达时，又使S=1，Q’=0， C t 、C L 再次充电。然后，又经过 1.1R t C t 的时间返回到C t 、C L 放电。以后就重复上面的过程，于是在R L 上得到一个直流电压V O （这与电源的整流滤波原理类似），并且 V O 与输入脉冲的重复频率 f i 成正比。 C L 的平均充电电流为I×（1.1R t C t ）×f i ，平均放电电流为V O /R L ,当C L 充放电平均电流平衡时，有 V O =I×（1.1R t C t ）×f i ×R L 式中I是恒流源电源 I=1.90V/R S 其中1.90V是LM331内部的基准电压（即②脚上的电压）。于是得 V O=2.09R L R S R t C t f i 可见，当R S 、R t 、C t 、R L 一定时，V O 正比于f i ，显然，要使V O 与f i 之间的关系保持精确、稳定，则应选用高精度、高稳定性的元件。对于某一f i ，要使V O 为其对应值，可调节R S 的大小。恒流源电流I允许在图5-2-2 LM331工作波形

模电课程设计电压频率变换器

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、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。而V/f（电压/频率）转换器便是本实验的主要内容。目录

一. 设计任务二. 简略设计方案三. 电路构成和部分参数计算 1．积分电路 2．单稳态触发器电路 3. 电子开关电路图 4．恒流源电路的设计四．总原理图和元器件清单 1.总原理图 2.元件清单五．基本计算与仿真调试分析 1.基本计算 2.仿真结果六．PCB仿真图七. 设计总结八．参考文献一、设计任务 1.设计一种电压/频率变换电路，输入υI为直流电压（控制信

号），输出频率为ƒO的矩形脉冲，且 O fυI。 2.υI变化范围：0～10V。 3.ƒO变化范围：0～10kHz 4.转换精度<1% 。二、设计方案可知电路主要是由积分器、单稳态触发器、电子开关和恒流源电路组成，原理框图如下：三、电路构成和部分参数计算 1.、积分电路：积分电路采用集成运算放大器和RC元件构成反向输入积分器。电路图如下：积分器恒流源电子开关单稳态

2、单稳态触发器电路单稳态触发器由555定时器构成，单稳态触发器具有下列特点：第一、它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二、在外来触发脉冲的作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三、暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定的状态。暂稳状态时间的长短，与触发器脉冲无关，仅决定于电路本身的参数或者电路阀值电压以外接R、C参数有关，单稳态触发器输出脉冲宽度t W仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节t W。采用积分器作为输入电路，积分器是输出信号去控制单稳态触发器，那样就可以得到矩形脉冲的输出。单稳态触发器在数字系统和装置中，一般用于定时（产生一定宽度的脉冲）、整形（把不规则的波形转换成等宽、等幅的脉冲）以及延时（将输入信号延迟一定的时间之后输出）等。电路图如下：

电压频率转换器

辽宁工业大学模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：电压/频率转换器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：通信111 学号： 110405003 学生姓名：阚旋指导教师：（签字）起止时间：2013.7.1—2013.7.12 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息与工程

f0的矩形脉冲，且。（2）Vi变化范围：0~10。（3）f0变化范围： 0~10kHz。（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。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与输入电压成正比，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

555电压频率变换电路的设计

长沙学院课程设计说明书题目125电压频率变换器的设计系（部)电子与通信工程专业（班级）姓名学号指导教师起止日期

模拟电路课程设计任务书( 20) 一．设计题目电压频率变换器的设计二．技术参数和设计要求 1. 技术参数 ( 1)设计一种电压/频率变换电路，输入vi 为直流信号(控制信号) ，输出频率为fo 的矩形脉冲，且fo x vi。 (2)vi变化范围为0〜10V。 (3)fo变化范围为0〜10kHz。 ( 4)转换精度<1%。 2. 设计要求 ( 1 )画出电路原理图或仿真电路图； ( 2)元器件及参数选择； ( 3)电路仿真与调试； ( 4) PCB 文件生成与打印输出； ( 5)编写设计报告：包括设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 ( 6)答辩，在规定时间内完成叙述并回答问题。三．设计工作量设计时间一周，201 2年下学期进行。四．工作计划星期一：布置设计任务，查阅资料；星期二~星期四：设计方案论证，进行电路设计，计算并选择电路元件及参数；星期五：撰写设计报告及使用说明书，进行个别答辩。五．参考资料 1 ．彭介华，《电子技术课程设计指导》，北京：高等教育出版社，1997； 2．高吉祥，《电子技术基础实验与课程设计》，北京：电子工业出版社，2005； 3．童诗白，《模拟电子技术基础》，北京：高等教育出版社，1988； 4．康华光，《电子技术基础——模拟部分》，北京：高等教育出版社，2006 六．指导教师马凌云七．系部审批长沙学院课程设计鉴定表

评定等级：教师签名：日期: 答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期: 系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；目录一．技术参数和设计要求 (4) 1.1. 技术参数 (4) 1.2 设计要求 (4) 二．设计思路 (4) 三．单元电路设计 (6) 3.1 积分器的设计： (6) 3.2 单稳态触发器的设计 (6) 3.3 电子开关的设计 (7) 3.4 恒流源电路的设计 (8) 四、总原理图及元器件清单 (9) 4.1 总原理图 (9) 4.2 元器件清单 (9) 五、基本计算与仿真调试分析 (9) 5.1 基本计算 (9) 5.2 仿真数据 (10) 六、课程设计总结 (13) 七、参考文献 (14)

电压频率变换器设计

模拟电子技术基础课程设计(论文) 电压/频率变换器院（系）名称电子与信息工程学院专业班级电子131班学号学生姓名指导教师起止时间：2015.7.6—2015.7.19

课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息工程

摘要本次课程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，使积分电路能随外加电压的不同而产生不同频率的锯齿波，故采用LM324集成放大器构成的积分器作为输入电路。积分器的输出信号去控制由LM324集成放大器构成的电压比较器（迟滞比较器），电压比较器（迟滞比较器）的输出信号返回到积分器，可得到矩形脉冲输出，输出频率与输入电压基本呈线性关系，满足输出信号频率的大小与输出电压的大小成正比，即fo ∝Vi。Vi 变化范围：0～10 ，fo变化范围：0～10kHz。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Vi 控制电容充放电速度，即控制输出脉冲频率。放大器的所需的直流稳压电源采用串联反馈式稳压电路，该电路的输出电压值范围可调。熟练掌握运算放大器基本电路的原理，并掌握它们的设计、测量和调整方法。本系统采用Multisim仿真软件进行仿真测试。在保证功能的前提下控制器件成本。采用单面印制电路板对整体电路进行合理的布线，并进行焊接与调试。输出信号均达到设计要求且稳定工作。关键词：锯齿波；电压比较器；充放电；积分器

目录第1章绪论 (1) 1.1 电压/频率变换器的发展概况 (1) 1.2本文研究内容 (1) 第2章电压/频率变换器总体设计方案 (2) 2.1 电压/频率变换器设计方案论证 (2) 2.2总体设计方案框图及分析 (2) 第3章电压/频率转换器单元电路设计 (3) 3.1电压/频率变换器具体电路设计 (3) 3.1.1 直流稳压电源电路设计 (3) 3.1.2 同相输入迟滞电压比较器电路设计 (3) 3.1.3积分器电路设计 (5) 3.2 元器件型号选择 (6) 3.3 参数计算 (6) 3.4 电压/频率变换器总体电路图 (8) 第4章锯齿波发生器电路仿真与调试 (9) 4.1 Multisim仿真与调试 (9) 4.2 仿真结果分析 (11) 第5章电压/频率变换器实物制作 (12) 5.1 电压/频率变换器电路焊接 (12) 5.2电压/频率变换器电路作品 (12) 第6章作品测试与数据分析 (13) 第7章总结 (14) 参考文献 (15) 附录I (16) 附录II (17)