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电压-频率变换器LM331
LM331是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片。LM331可用作精密的频率电压(F/V)转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、长时间积分器M331可采用双电源或单电源供电，
,40V之间，输出可高达40V，而且可以防止Vcc短路。
2. 工作原理
电压—频率变换器
图2是由LM331组成的电压椘德时浠坏缏贰,饨拥缱鑂t、C和定时比较器、复零晶体管、R,S触发器等构成单t稳定时电路。当输入端Vi，输入一正电压时，输入比较器输出高电平，使R,S触发器置位，Q输出高电平，输出驱动
管导通，输出端f为逻辑低电平，同时，电流开关打向右边，电流源I对电容C充电。此时由于复零晶体管截止，电0RL源Vcc也通过电阻R对电容C充电。当电容C两端充电电压大于Vcc的2/3时，定时比较器输ttt
出一高电平，使R,S触发器复位，Q输出低电平，输出驱动管截止，输出端f为逻辑高电平，0同时，复零晶体管导通，电容C通过复零晶体管迅速放电;电流开关打向左边，电容C对电阻tlR放电。当电容C放电电压等于输入电压Vi时，输入比较器再次输出高电平，使R,S触发器LL
置位，如此反复循环，构成自激振荡。图3画出了电容C、C充放电和输出脉冲f的波形。设电容C的充电时间为t，tl0L1
放电时间为t，则根据电容C上电荷平衡的原理，我们有: 2L
(I,V/R)t=tV/R RLL12LL
从上式可得:
3
f0=1/(t，t)=V/(RIt) 12LLR1
实际上，该电路的VL在很少的范围内(大约10mV)波动，因此，可认为V=V，故上式可以表示为: Lt
f==V/(RIt) 0tLR1
可见，输出脉冲频率f与输入电压V成正比，从而实现了电压,频率变换。，I=，改变R的值，可调节电路的转换增益，t由定时元件R和C决定，其关系sRs1tt是t=，典型值R=，C=，t=。 1tttt1
由f=V/(RIt)可知，电阻R、R、R和电容C直接影响转换结果f，因此对元件的精度要有一定的要求，可根据0iLRsltt0
转换精度适当选择。电容C对转换结果虽然没有直接的影响。但应选择漏电流小的电容器。电阻R1和电容C1组成低l
通滤波器，可减少输入电压中的干扰脉冲，有利于提高转换
精度。
频率,电压变换器
由LM331构成的频率,电压转换电路如图4所示，输入
脉冲f经R1、C1组成的微分电路加到输入比较器的反相输i
入端。输入比较器的同相输入端经电阻R2、R3分压而加有约
2Vcc/3的直流电压，反相输入端经电阻R1加有Vcc的直流
电压。当输入脉冲的下降沿到来时， 经微分电路R1、C1产
生一负尖脉冲叠加到反相输入端的Vcc上，当负向尖脉冲大于Vcc/3时，输入比较器输出高电平使触发器置位，此时
电流开关打向右边，电流源I对电容C充电，同时因复零晶体管截止而使电源Vcc通过电阻R对电容C充电。当电容RLttC两端电压达到2Vcc/3时，定时比较器输出高电平使触发器复位，此时电流