频率电压变换器实验报告.docx

频率/电压变换器实验报告
一：已知条件与技术指标
〔1〕本次设计函数发生器采用实验台的函数波形发生器。确定可调范围设在200Hz----2000Hz,在调试过程中，挑选中间的几个值进行测试。
〔2〕F/V变换采用集成块LM331构成的CC=12V
所以 Rx=50kΩ 取 Rx=51 kΩ
取 RS= kΩ
则 Vo=fi×10 –3V
由此得Vo与fi在几个特殊 频率上的对应关系如下表所示。

表5-1-1 Vo和fi的关系
Fi(Hz)
200
600
1000
1500
2000
Vo(V)
图中fi是经过微分电路470pF和10 kΩ加到脚上的。脚上要求的触发电压是脉冲方波。
〔2〕反相器
反相器的电路如图5-1-6所示。

因为都是直接耦合，为减小失调电压对输出电压的影响，所以运算放大器采用低
失调运放OP07。
由于LM331的负载电阻RL=100kΩ〔见图5-1-3〕，所以反相器的输入电阻应为100 kΩ，因而取RL=100 kΩ。
反相器的Au=-1，所以
R4=RL=100 kΩ
平衡电阻R5=RL//R4=50 kΩ 取 R5=51 kΩ。
〔3〕反相加法器
用反相加法器是因为它便于调整—--可以独立调节两个信号源的输出电压而不会相互影响。电路如图5-1-7所示：

〔1〕
已知Vo3= -Vo2= -fi×10-3V
∵
技术要求
fi=200Hz时，Vo=1V
fi=2000Hz时，Vo=5V
即 Vo=〔5／9+fi/450〕V 〔2〕
对照⑴式和⑵式，可见应有 －(R10/R9)×Vr=5/9
假设取R10=R9=20 kΩ，则 Vr= -5/9V
∴R6=9kΩ，用两个18 kΩ电阻并联获得。
平衡电阻R11≈R11//R6//R9= kΩ。
为了保证Vr的值直接从-12v引入,
VR=(R8//R9)/[Rw2+R7+(R8//R9)]=5/9
假设取R8=1 kΩ, 则R8//R9= kΩ
Rw2+R7= kΩ
取R7=15 kΩ
Rw2用10 kΩ电位器。
整机原理图中的C2、C3、C4、C5均为滤波器电容，以防止自激和输出直流电压上产生毛刺，电用电位器。容值均为10uF/16V
(三)测量与调整
观察整机原理图有关点的波形。
可在200Hz~2000Hz内的任一频率上观察。
Vi1cc的正弦波。
Vo1应为单极性的正方波，幅度≈Vcc。
Vi2应为直流电平≈Vcc的正负脉冲。
Vo2应为正直流电压，Vo3应为负直流电压吗，Vo应为正直流电压。
测量整机原理图中有关节点的直流电压
首先要保证频率计，电压表完好，即保证测得的频率、电压数值正确，将函数波形发生器的输入信号频率fi调到200Hz。此时
Vo2=。否则调整Rw5。
Vo3=-。否则调整R15
VR=-5/9V。否则调整Rw6
Vo应=1V。否则分别检查VR、Vo3产生的输入。
VR产生的输出应为VR。否则调整R20。
Vo3产生的输出应为-4/9V，否则调整R18、R19。
固定电阻的调整可用一个接近要求值的电阻和一个小电阻的电阻串联来实现。
三：设计步骤
整机原理图如下所示：
将其中的IC1 ICL8038部分换成三角波形发生器，具体参数选择如下列图所示：
在面包板上连接好电路以后，就行测试与调整，步骤如下所示：
四：测量和调整
各级调整。
调整应遵循由前级逐级往后进行的原则。首先检查各器件电源脚电压正常否。线路板上电源正负极及地必须标示明确，以防接错。
波形发生器：调整使其输出一周期信号，频率可在200Hz到2kHz内变化，注意保证一定余量。频率调节，波形幅度基本保持不变。
A1：2、3和6脚直流电位为零；
IC2：见Vi1 和Vo1的波形；
IC3：2脚约为2V直流电位，5脚为脉冲波，周期与Vo1相同，6脚波形见Vi2；
A2和A3：2和3脚均为零电位，各自6脚分别见Vo3和Vo。
观测图中有关各点波形并记录其参数值〔选择1kHz频率点观测〕。
Va为波形发生器的输出波形；
A1的2、3脚波形及Vi1波形；
Vo1为单极性的正半周方波，幅度≈Vcc；
Vi2应为直流