基于單片IC構(gòu)成的廉價(jià)100KHZ V-F轉(zhuǎn)換器

電路的功能

以往一提到F-F轉(zhuǎn)換器，往往選用混合集成組件，而本電路使用了單片V-F轉(zhuǎn)換器，這是一種廉價(jià)的100KHZ V-F轉(zhuǎn)換器標(biāo)準(zhǔn)電路，它把0~10V的輸入電壓轉(zhuǎn)換成0~100KHZ的脈沖串。用光耦合器或光纖傳輸，可以把模擬信號(hào)隔離。此外為了改善V-F轉(zhuǎn)換器的線性，電路中加了OP放大器A1。

電路工作原理

LM331是由1.9V的基準(zhǔn)電壓、電流開關(guān)、比較器、雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器等構(gòu)成的單片V-F轉(zhuǎn)換器。即使不另加放大器，也可獲得0.03%的線性，但為了擴(kuò)大量程范圍，加了FET輸入OP放大器。

基準(zhǔn)電流IR由引線2連接的電阻確定。因?yàn)閮?nèi)部基準(zhǔn)電壓是1.9V，所以IR=1.9/R，通?？稍?00~500UA范圍內(nèi)選定，此外，電流開關(guān)輸出端的電流，其平均值IO與輸入電流IIN相等。

在內(nèi)部充電電路中，充電電壓一旦等于電源電壓VCC的2/3，電路就復(fù)位，所以脈沖寬度T=1.1C3.R4，因平均電流I*1.1*C3.R4.FO與振蕩頻率成正比。根據(jù)以上關(guān)系，振蕩頻率FO、定時(shí)常數(shù)C3.R4可由以下公式求出：

考慮到定時(shí)的滯后，應(yīng)采用稍小于2.5US的定時(shí)常數(shù)，C3取330PF，R4取6.8K。根據(jù)上式，微調(diào)R1、R4、R6中任何一個(gè)均可調(diào)節(jié)滿量程的頻率，但本電路只把R1改為可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。

電容器C2用作平均電容，如容量增大，對(duì)輸入電壓的響應(yīng)就會(huì)變慢，所以容量要合適。D1為箝位二極管以使負(fù)電位不至加到引線7上，電阻R2、R3對(duì)電源電壓進(jìn)行1/2分壓，形成基準(zhǔn)電壓，不一定取10K。

輸出為集電極開路式，，所以驅(qū)動(dòng)邏輯IC時(shí)要加負(fù)載電阻，直接驅(qū)動(dòng)光耦合器時(shí)應(yīng)串聯(lián)限流電阻。

元件的選擇

LM331其頻率穩(wěn)定度很高，為正負(fù)30PPM/度，定時(shí)電容器可采用溫度系數(shù)小的云母電容在10KHZ全量程條件下應(yīng)用，因?yàn)镃3=0.01UF，宜用苯乙烯電容。

調(diào)整

首先用可變電阻VR2進(jìn)行失調(diào)調(diào)節(jié)。在輸出端連接負(fù)載電阻，用示波器觀測(cè)振蕩輸出，調(diào)整VR2，使振蕩頻率降低，把停止振蕩作為零，然后在輸入端連接-10V的恒壓源，調(diào)節(jié)VR2使振蕩頻率為滿量程。再以1V為單位逐次降低輸入電壓，頻率值，檢驗(yàn)線性度。