電壓轉換器

更新時間:2023-04-19 06:32:47 閱讀：評論：0

王天雷-昆侖紫瓜

2023年4月19日發(作者：司馬相如卓文君)
標簽：無標簽
電壓/電流與電壓/頻率轉換電路（V/I、V/F電路）
1 電壓/電流轉換電路

電壓/電流轉換即V/I轉換，是將輸入的電壓信號轉換成滿足一定關系的電流
信號，轉換后的電流相當一個輸出可調的恒流源，其輸出電流應能夠保持穩定而
不會隨負載的變化而變化。V/I轉換原理如圖1。

由圖1可見，電路中的主要元件為一運算放大器LM324和三極管BG9013
及其他輔助元件構成，V0為偏置電壓，Vin為輸入電壓即待轉換電壓，R 為負
載電阻。其中運算放大器起比較器作用，將正相端電壓輸入信號與反相端電壓V
-進行比較，經運算放大器放大后再經三極管放大，BG9013的射級電流Ie作用
在電位器Rw上，由運放性質可知：
本命年好不好 V-= IeRw= (1+ k)IbRw
(k為BG9013的放大倍數)

流經負荷R 的電流Io即BG9013的集電極電流等于kIb。令R1=R2，則有
V0+Vm= V+= V-= (1+k)IbRw= (1+1/k)IoRw
其中k》1，所以Io≈ (Vo+Vin)/Rw。

由上述分析可見，輸出電流Io的大小在偏置電壓和反饋電阻Rw為定值時，
與輸入電壓Vin成正比，而與負載電阻R 的大小無關，說明了電路良好的恒流
性能。改變V0的大小，可在Vin=0時改變Io的輸出。在V0一定時改變Rw的
大小，可以改變Vin與Io的比例關系。由Io≈(V0+Vi)/Rw 關系式也可以看出，
當確定了Vin 和Io之間的比例關系后，即可方便地確定偏置電壓V0和反饋電
阻Rw。例如將0～5V 電壓轉換成0～5mA的電流信號，可令V0=0，Rw=1k，

其中Vo=0相當于將其直接接地。若將0～5V電壓信號轉換成1～5mA電流信
號，則可確定V0=1初級中學英語 .2罰款通知單范本 5V，Rw=1.25k。同樣若將4～20mA 電流信號轉換成1～
5mA電流信號，只需先將4～20mA轉換成電壓即可按上述關系確定V0和Rw
的參數大小，其他轉換可依次類推。
為了使輸入輸出獲得良好的線性對應關系，要特別注意元器件的選擇，如輸
入電阻R1、R2及反饋電阻Rw，要選用低溫漂的精密電阻或精密電位器，元件
要經過精確測量后再焊接，并經過仔細調試以獲得最佳的性能。我們在多次實際
應用中測試，上述轉換電路的最大非線性失真一般小于0.03% ，轉換精度符合
要求。
2 電壓/頻率轉換電路

電壓/頻率轉換即V/F 轉換，是將一定的輸入電壓信號按線性的比例關系轉
換成頻率信號，當輸入京濱飯店電壓變化時，輸出頻率也響應變化。針對煤礦的特殊要求，
我們只分析如何將電壓轉換成200～1000Hz的頻率信號。
實現V/F 轉換有很多的集成芯片可以利用，其中LM331是一款性能價格比
較高的芯片，由美國NS公司生產，是一種目前十分常用的電壓/頻率轉換器，
還可用作精密頻率電壓轉牡丹怎么養換器、A/D轉換器、線性頻率調制解調、長時間積分器
及其他相關器件。由于LM331采用了新的溫度補償能隙基準電路，在整個工作
溫度范圍內和低到4.0V電源電壓下都有極高的精度。LM331的動態范圍寬，可
達100dB；線性度好，最大非線性失真小于0.01% ，工作頻率桃花茶低到1Hz時尚有
較好的線性；變換精度高，數字分辨率可達12位；外接電路簡單，只需接入幾
個外部元件就可方便構成V/F或F/V 等變換電路，并且容易保證轉換精度。LM
331可采用雙電源或單電源供電，可工作在4.0～40V 之間，輸出可高達40V，
而且可以防止Vs短路。圖2是由LM331組成的典型的電壓/頻率變換器。

其輸出頻率與電路參數的關系為：
Fout= VinRs/(2.09R1RtCt)

可見，在參數Rs、R1、Rt、Ct確定后，輸出脈沖頻率Fout與輸入電壓Vin
成正比，從而實現了電壓-頻率的線性變換。改變式中Rs的值，可調節電路的轉
換增益，即V和F之間的線性比例關系。將1～5V 的電壓轉換成200～ 1000
Hz的頻率信號，電路參數理論值為R =18k，Ct=0.022uF，R1=100k，Rs=
16.5528k，由于元器件與標稱值存在誤差，在電路參數基本確定后，通過調節
Rs的電位器，可以實現所需V/F線性變換。
由Fout= VinRs/(2.09R1RtCt)可知，電阻Rs、R1、Rt和電容Ct直接影
響轉換結果Fout，因此對元件的精度要有一定的要求，可根據轉換精度適當選
擇，其中Rt、Ct、Rs、R1要選用低溫漂的穩定元件，Cin可根據需要選擇0.天藍色的彼岸 1
uF 或1uF 。電容C1對轉換結果雖然沒有直接的影響，但應選擇漏電流小的電
容器。電阻R1和電容C1組成低通濾波器，可減少輸入電壓中的干擾脈沖，有
利于提高轉換精度。電路中的47 電阻對確保電路線性失真度小于0.03% 是
十分必須的。
圖2電路是將1～5V 的電壓轉換成200～1000Hz的頻率信號的典型電路及
參數，要實現將4～20mA或0～5V轉換成200～1000Hz的頻率信號只要增加
一些輔助電路即可實現，其他轉換也依此類推

窮奢極欲-云栽

本文發布于:2023-04-19 06:32:46，感謝您對本站的認可！

本文鏈接：http://www.newhan.cn/zhishi/a/168185716745603.html

本文word下載地址：電壓轉換器.doc

本文 PDF 下載地址：電壓轉換器.pdf

上一篇：江蘇高考滿分作文

下一篇：返回列表

標簽：電壓轉換器

留言與評論（共有 0 條評論）