02 压频转换器

电压频率转换器芯片AD650TD650(AD650) 电压/ 频率 (V/F) 和频率/ 电压 (F/V) 转换器1 特点1) 工作频率高， V/F 变换工作频率可达1MHz2) 非常低的非线性度：满度输出频率为10KHz 时，非线性度典型值：0.002%满度输出频率为100KHz 时，非线性度典型值：0.005%满度输出频率为1MHz 时，非线性度典型值：0.07%3) 输出失调可调节为零4) 频率输出与CMOS 或TTL 兼容5) 输入电压范围大，输出方式可以是单极性、双极性或差动输入电压6) 外围电路简单，既可做V/F 变换，又可做F/V 变换7) 具有独立的数字地与模拟地，很容易与标准逻辑电路或光电耦合器接口2 应用简介TD650 是高精度、高频型单片集成电压频率（V/F）和频率电压（F/V）变换电路。

TD650 可构成廉价高分辨率低速A/D 转换器、远距离隔离信号传输电路、锁相环电路、调制解调电路、精密步进马达速度控制电路、窄带滤波电路；在F/V 模式下，可构成精密转速表、FM 解调电路等。

TD650 被广泛应用于计算机、精密测量、仪器仪表、通讯雷达及航空航天等领域。

TD650 与美国AD650 的功能、封装形式、引线排列完全相同，互换使用。

3 封装形式 D—14 线6参数规范注：“*”表示必测参数测试条件：VS ＝± 15V ； TA ＝ 25 ＋ 2 ℃参数名称符号单位规范值TD650A TD650B TD650S TD650F最小典型最大最小典型最大最小典型最大最小典型最大输出频率范围for MHz 0 1 0 1 0 1 0 1非线性度fmax=10KHz ERNL % 0.002 0.005 0.002 0.005 0.0020.005 0.002 0.005=100KHz* % 0.005 0.02 0.005 0.02 0.005 0.02 0.0050.02=500KHz % 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05=1MHz % 0.1 0.07 0.1 0.07 0.1 0.1满度校准误差fmax=100KHz ERFC % ±5 ±5 ±5 ±5=1MHz % ± 10 ± 10 ± 10 ± 10满度温漂fmax=10KHz αTL ppm/ ℃ ± 75 ± 75 ± 75 ± 75=100KHz ppm/ ℃ ± 150 ± 150 ± 150 ± 150电源抑制比fmax=10KHzPSRR % ± 0.002 ± 0.002 ± 0.002 ± 0.002* 双极性失调电流4.5 端接1.24KΩIIO mA 0.45 0.5 0.55 0.45 0.5 0.55 0.45 0.5 0.550.4 0.5 0.65输入电压范围VICR V ± VS ± VS ± VS ± VS* 静态电流ID mA 8 8 8 8工作电压VS V ± 9 ± 18 ± 9 ± 18 ± 9 ± 18± 9 ± 18工作环境温度TA ℃ － 25 ＋ 85 － 25 ＋ 85 －55 ＋ 125 － 55 ＋ 125贮存温度范围Tstg ℃ － 65 ＋ 150 － 65 ＋ 150－ 65 ＋ 150 － 65 ＋ 150.7。

MT-028指南电压频率转换器作者：Walt Kester和James Bryant简介电压频率转换器(VFC)是一种振荡器，其频率与控制电压成线性比例关系。

VFC/计数器ADC采用单芯片，无失码，可对噪声积分，功耗极低。

该器件很适合遥测应用，因为VFC小巧、便宜且功耗低，可以安装在实验对象（患者、野生动物、炮弹等等）上，并通过遥测链路与计数器通信，如图1所示。

CIRCUIT IS IDEAL FOR TELEMETRY图1：用电压频率转换器(VFC)和频率计数器实现低成本、多功能、高分辨率ADC常见的VFC架构有两种：电流导引多谐振荡器VFC和电荷平衡VFC（参考文献1）。

电荷平衡VFC可采用异步或同步（时钟控制）形式。

VFO（可变频率振荡器）架构种类更多，包括无处不在的555计时器，但VFC的主要特性是线性度——而极少VFO具有高线性度。

电流导引多谐振荡器VFC其实是电流频率转换器而非VFC，但如图2所示，实际电路的输入端总是包含电压电流转换器。

工作原理很简单：电流使电容放电，直至到达阈值，当电容引脚翻转时，半周期重复进行。

电容两端的波形是线性三角波，但相对于地的任一引脚上的波形都是更复杂的波形，如图所示。

图2：电流导引VFC此类型的实际VFC具有约14位的线性度和同等的稳定性，当然也可用于具有更高分辨率而无失码的ADC中。

性能限制由比较器阈值噪声、阈值温度系数、电容（一般是分立元件）稳定性和电介质吸收(DA)决定。

图中所示的比较器/基准电压源结构比使用的实际电路更能代表所执行的功能，后者更多地与开关电路集成，相应也更难分析。

此类VFC简单、便宜且功耗低，大多数采用广泛电源电压运行，因此非常适合低成本中等精度ADC和数据遥测应用。

图3所示的电荷平衡VFC更复杂，对电源电压和电流的要求更高，也更精确。

它能提供16至18位线性度。

图3：电荷平衡电压频率转换器(VFC)积分器电容通过信号充电，如图3所示。

VFC320压频变换器的原理和应用1. 简介VFC320压频变换器是一种电子电路设备，用于将输入信号的频率变换成输出信号的电压。

它具有广泛的应用领域，如频率测量、信号生成、数字通信等。

本文将介绍VFC320压频变换器的工作原理和应用。

2. 原理VFC320压频变换器基于频率对电压的转换原理。

它接收输入信号的频率作为输入，经过内部电路处理后产生相应的输出电压。

VFC320压频变换器采用了先进的集成电路技术，具有较高的精度和稳定性。

该器件的基本原理如下： - 输入信号经过一个频率-电压转换器，将频率转换成电压； - 转换后的电压经过一个放大器进行放大； - 放大后的电压经过一个滤波器进行滤波，以去除杂散信号； - 滤波后的信号经过一个输出放大器输出。

3. 应用VFC320压频变换器在许多领域有着广泛的应用，以下是其中几个常见的应用场景：3.1 频率测量VFC320压频变换器能够将输入信号的频率转化为相应的输出电压，因此广泛应用于频率测量场景。

通过测量输出电压，可以准确地得到输入信号的频率。

3.2 信号生成VFC320压频变换器可以接收一个控制信号作为输入，并将其转化为相应的频率输出。

这在信号生成的场景中非常有用，比如无线通信系统中的信号发生器。

3.3 数字通信在数字通信系统中，VFC320压频变换器可以将数字信号的频率转化为模拟信号，从而方便传输和处理。

它可以作为调制解调器中的关键部件，用于将数字信号转化为模拟信号以进行传输，或者将模拟信号转化为数字信号以便于数字信号处理。

3.4 传感器接口VFC320压频变换器可以作为传感器接口电路的一部分，用于将传感器输出的频率信号转化为相应的电压信号。

这在许多自动化系统中非常常见，用于测量和控制环境中的各种参数。

4. 总结VFC320压频变换器是一种重要的电子电路设备，具有频率对电压的转换功能。

通过将输入信号的频率转化为输出电压，它在频率测量、信号生成、数字通信和传感器接口等方面发挥着重要的作用。

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，压控振荡器就是双频振荡器，能交替输出两种频率的波型，若用正弦交流电压作为控制电压，压控振荡器就成了调频振荡器，能输出抗干扰能力很强的调频波，上述各类信号波形以应用于各种智能测试设备和自动控制系统中。

电压/频率变换器还具有精度高，线性度高，温度系数低，功耗低，动态范围宽的一系列优点。

使用NE555制作直流倍压电路图该电路可以提升直流电压，电路简单实用。

IC1（NE555）连接成一个多谐振荡器，振荡频率约为8.5KHZ，输出的方波信号驱动T1、T2.。

D1、C3、D2和C4组成倍压整流电路，C4两端的电压接近于T1、T2输出方波电压幅度的2倍，本电路中约为20V。

电路的最大输出电流不超过70mA，当输出电流70mA时的输出电压是18V，这时转换效率为32%。

如果对电压输出要求高，输出端可连接78LXX系统稳压IC。

02 压频转换器问：应该怎样远距离传输模拟信号而又不损失精度?答：对这个常见问题的最好解决方法是使用压频转换器(VFC)以频率形式传输模拟信号。

VFC是一种输出频率与输入信号成正比的电路。

通过光电隔离器、光纤链路、双绞线或同轴电缆和无线电链路在远距离传输线路上传输频率信号使其不受干扰这是相当容易的，如图2 1所示。

此主题相关图片如下：图2 1应用VFC远距离传输模拟信号框图如果要求传输的信息一定是数字量，那么只要把接收器做成为一个频率计数器，利用单片机很容易实现。

通过频压转换器(FVC)可以把频率转换成模拟电压，一般VFC经过适当接线都具有反转换，即FVC的功能，常用于锁相环。

问：VFC 如何工作?答：VFC 有两种常用类型：多谐振荡器式(如AD537)和电荷平衡式(如AD650)，见图2 2。

(a) 多谐振荡器式VFC(b)电荷平衡式VFC此主题相关图片如下：图2 2两种类型VFC的电路结构此主题相关图片如下：图2 3电荷平衡式VFC的积分器输出波形多谐振荡器式VFC把输入电压转换成电流，电流要对电容器进行充电，然后通过比较器和触发电路对电容器放电。

用稳定的基准设置切换阈值电压，具有单位传号空号比(mark space ratio，简称MS)的输出频率与输入信号成正比。

电荷平衡式VFC由一个积分器、比较器和精密电荷源组成。

将输入信号加到积分器充电。

当积分器输出电压达到比较器的阈值电压时，电荷源被触发并且有固定的电荷从该积分器中被迁移。

频率变换器的工作原理详解频率变换器是一种常见的电子设备，广泛应用于工业生产、交通运输、通信等领域。

它的主要作用是将一种频率的电能转化为另一种频率的电能，从而满足不同设备对电能频率的需求。

本文将详细介绍频率变换器的工作原理，并探讨其在现代社会中的重要应用。

一、频率变换器的基本原理频率变换器的工作原理可以通过两个主要的电子器件来解释，它们分别是变频器和逆变器。

1. 变频器变频器是频率变换器的核心部件，它能够将输入电源的频率进行调整，并将其输出为所需的频率。

变频器通常由直流电源、整流器和逆变器组成。

首先，直流电源将输入交流电转换为直流电，然后通过整流器将直流电转换为稳定的直流电压。

最后，逆变器将稳定的直流电压转换为所需的交流电频率输出。

2. 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置。

它将直流电源通过开关管路进行高频开关操作，从而形成与输入电源频率相同或不同的交流电输出。

逆变器的输出频率可以通过改变开关管路的工作方式来实现。

通过变频器和逆变器的配合工作，频率变换器能够实现将输入电源的频率转换为所需频率的功能。

二、频率变换器的应用频率变换器在现代社会中有着广泛的应用。

下面将从工业生产、交通运输以及通信三个领域来介绍其应用。

1. 工业生产在工业生产中，频率变换器可以用于控制电机的工作频率，从而实现电机的调速功能。

通过改变电机的工作频率，可以控制机械传动的速度和转矩，满足不同工艺流程的需求。

此外，频率变换器还可以实现能源的节约和改善电网质量等功能，提高了工业生产的效益和可持续发展性。

2. 交通运输在交通运输领域，频率变换器广泛应用于高速铁路、地铁和电动汽车等交通工具中。

频率变换器可以将电能进行有效转换，从而驱动交通工具的运行。

通过控制交通工具的电能输出频率，可以实现对速度、加速度等参数的精确控制，提高了交通工具的安全性和便捷性。

3. 通信频率变换器在通信领域的应用主要体现在电力线载波通信中。

通过频率变换器将信号的频率从较低的频段转换到适合传输的高频段，可以实现信号的远程传输，在电力线路上进行携带转发，从而实现远距离通信和数据传输。

高压变频器工作原理高压变频器是一种用于控制电机转速和输出电压的电力调节装置。

它通过改变输入电源的频率和电压来控制电机的转速和输出功率。

下面将详细介绍高压变频器的工作原理。

1. 输入电源和整流器高压变频器的输入电源通常是交流电源，其电压等级可以达到几千伏特。

输入电源经过整流器将交流电转换为直流电，以供后续的逆变器使用。

2. 逆变器逆变器是高压变频器的核心部件，它将直流电转换为交流电，并通过改变输出电压的频率和幅值来控制电机的转速。

逆变器通常采用先进的功率半导体器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）来实现高效率的能量转换。

3. 控制系统高压变频器的控制系统包括输入信号采集、信号处理、逻辑控制和输出信号生成等功能模块。

输入信号采集模块用于接收外部控制信号，如转速设定值、启动停止信号等。

信号处理模块将输入信号进行滤波、放大和数字化处理，以便后续的逻辑控制模块进行计算和判断。

逻辑控制模块根据输入信号和设定参数进行逻辑运算，并生成相应的控制信号。

输出信号生成模块将控制信号转换为逆变器的控制信号，以实现对电机转速和输出电压的精确控制。

4. 反馈系统高压变频器的反馈系统用于监测电机的转速和输出电压，并将反馈信号传回到控制系统进行闭环控制。

反馈系统通常包括转速传感器和电压传感器。

转速传感器用于测量电机的转速，通过与设定值进行比较，控制系统可以调整逆变器的输出频率来实现转速的闭环控制。

电压传感器用于测量电机的输出电压，通过与设定值进行比较，控制系统可以调整逆变器的输出电压来实现输出功率的闭环控制。

5. 保护系统高压变频器的保护系统用于监测电机和变频器的工作状态，并在出现异常情况时采取相应的保护措施，以避免设备损坏或人员伤害。

保护系统通常包括过流保护、过压保护、欠压保护、过热保护等功能。

当电机或变频器出现异常情况时，保护系统会及时切断电源，以确保设备和人员的安全。

总结：高压变频器通过改变输入电源的频率和电压来控制电机的转速和输出功率。

常用的几种类型的ADC基本原理及特点AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。

由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。

TL H 5680LM131A LM131 LM231A LM231 LM331A LM331Precision Voltage-to-Frequency ConvertersDecember 1994LM131A LM131 LM231A LM231 LM331A LM331Precision Voltage-to-Frequency ConvertersGeneral DescriptionThe LM131 LM231 LM331family of voltage-to-frequency converters are ideally suited for use in simple low-cost cir-cuits for analog-to-digital conversion precision frequency-to-voltage conversion long-term integration linear frequen-cy modulation or demodulation and many other functions The output when used as a voltage-to-frequency converter is a pulse train at a frequency precisely proportional to the applied input voltage Thus it provides all the inherent ad-vantages of the voltage-to-frequency conversion tech-niques and is easy to apply in all standard voltage-to-fre-quency converter applications Further the LM131A LM231A LM331A attains a new high level of accuracy ver-sus temperature which could only be attained with expen-sive voltage-to-frequency modules Additionally the LM131is ideally suited for use in digital systems at low power sup-ply voltages and can provide low-cost analog-to-digital con-version in microprocessor-controlled systems And the fre-quency from a battery powered voltage-to-frequency con-verter can be easily channeled through a simple photoisola-tor to provide isolation against high common mode levels The LM131 LM231 LM331utilizes a new temperature-compensated band-gap reference circuit to provide excel-lent accuracy over the full operating temperature range at power supplies as low as 4 0V The precision timer circuithas low bias currents without degrading the quick response necessary for 100kHz voltage-to-frequency conversion And the output is capable of driving 3TTL loads or a high voltage output up to 40V yet is short-circuit-proof against V CCFeaturesY Guaranteed linearity 0 01%maxYImproved performance in existing voltage-to-frequency conversion applicationsY Split or single supply operation Y Operates on single 5V supplyY Pulse output compatible with all logic formsY Excellent temperature stability g 50ppm C max Y Low power dissipation 15mW typical at 5VYWide dynamic range 100dB min at 10kHz full scale frequencyY Wide range of full scale frequency 1Hz to 100kHz YLow costTypical ApplicationsTL H 5680–1Use stable components with low temperature coefficients See Typical Applications section f OUT eV IN 2 09V R S R L 1R t C t0 1m F or 1m F See ‘‘Principles of Operation ’’FIGURE 1 Simple Stand-Alone Voltage-to-Frequency Converterwith g 0 03%Typical Linearity (f e 10Hz to 11kHz)C 1995National Semiconductor CorporationRRD-B30M115 Printed in U S A捷多邦，您值得信赖的PCB打样专家！Absolute Maximum Ratings(Note1)If Military Aerospace specified devices are required please contact the National Semiconductor Sales Office Distributors for availability and specificationsLM131A LM131LM231A LM231LM331A LM331 Supply Voltage40V40V40VOutput Short Circuit to Ground Continuous Continuous Continuous Output Short Circuit to V CC Continuous Continuous ContinuousInput Voltage b0 2V to a V S b0 2V to a V S b0 2V to a V ST MIN T MAX T MIN T MAX T MIN T MAX Operating Ambient Temperature Range b55 C to a125 C b25 C to a85 C0 C to a70 C Power Dissipation(P D at25 C)and Thermal Resistance(i jA)(H Package)P D670mWi jA150 C W(N Package)P D1 25W1 25Wi jA100 C W100 C W(M Package)P D1 25Wi JA85 C WLead Temperature(Soldering 10sec )Dual-In-Line Package(Plastic)260 C260 C260 CMetal Can Package(TO-5)260 CESD Susceptibility(Note4)Metal Can Package(TO-5)2000VOther Packages500V500V Electrical Characteristics T A e25 C unless otherwise specified(Note2)Parameter Conditions Min Typ Max Units VFC Non-Linearity(Note3)4 5V s V S s20V g0 003g0 01%Full-ScaleT MIN s T A s T MAX g0 006g0 02%Full-Scale VFC Non-Linearity V S e15V f e10Hz to11kHz g0 024g0 14%Full-In Circuit of Figure1Scale Conversion Accuracy Scale Factor(Gain)V IN e b10V R S e14k XLM131 LM131A LM231 LM231A0 951 001 05kHz V LM331 LM331A0 901 001 10kHz V Temperature Stability of Gain T MIN s T A s T MAX 4 5V s V S s20VLM131 LM231 LM331g30g150ppm C LM131A LM231A LM331A g20g50ppm C Change of Gain with V S4 5V s V S s10V0 010 1% V10V s V S s40V0 0060 06% V Rated Full-Scale Frequency V IN e b10V10 0kHz Gain Stability vs Time T MIN s T A s T MAX g0 02%Full-(1000Hrs)Scale Overrange(Beyond Full-Scale)Frequency V IN e b11V10% INPUT COMPARATOROffset Voltage g3g10mV LM131 LM231 LM331T MIN s T A s T MAX g4g14mV LM131A LM231A LM331A T MIN s T A s T MAX g3g10mV Bias Current b80b300nA Offset Current g8g100nA Common-Mode Range T MIN s T A s T MAX b0 2V CC b2 0V2Electrical Characteristics T A e25 C unless otherwise specified(Note2)(Continued)Parameter Conditions Min Typ Max UnitsTIMERTimer Threshold Voltage Pin50 630 6670 70c V SInput Bias Current Pin5V S e15VAll Devices0V s V PIN5s9 9V g10g100nA LM131 LM231 LM331V PIN5e10V2001000nA LM131A LM231A LM331A V PIN5e10V200500nAV SAT PIN5(Reset)I e5mA0 220 5VCURRENT SOURCE(Pin1)Output Current R S e14k X V PIN1e0LM131 LM131A LM231 LM231A126135144m A LM331 LM331A116136156m AChange with Voltage0V s V PIN1s10V0 21 0m ACurrent Source OFF LeakageLM131 LM131A0 011 0nA LM231 LM231A LM331 LM331A0 0210 0nA All Devices T A e T MAX2 050 0nAOperating Range of Current(Typical)(10to500)m AREFERENCE VOLTAGE(Pin2)LM131 LM131A LM231 LM231A1 761 892 02V DC LM331 LM331A1 701 892 08V DC Stability vs Temperature g60ppm C Stability vs Time 1000Hours g0 1% LOGIC OUTPUT(Pin3)V SAT I e5mA0 150 50VI e3 2mA(2TTL Loads) T MIN s T A s T MAX0 100 40VOFF Leakage g0 051 0m ASUPPLY CURRENTLM131 LM131A LM231 V S e5V2 03 04 0mA LM231A V S e40V2 54 06 0mA LM331 LM331A V S e5V1 53 06 0mAV S e40V2 04 08 0mA Note1 Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur DC and AC electrical specifications do not apply when operating the device beyond its specified operating conditionsNote2 All specifications apply in the circuit of Figure3 with4 0V s V S s40V unless otherwise notedNote3 Nonlinearity is defined as the deviation of f OUT from V IN c(10kHz b10V DC)when the circuit has been trimmed for zero error at10Hz and at10kHz over the frequency range1Hz to11kHz For the timing capacitor C T use NPO ceramic Teflon or polystyreneNote4 Human body model 100pF discharged through a1 5k X resistor3Functional Block DiagramTL H 5680–2 Pin numbers apply to8-pin packages only See connection diagram for LM231WM pin numbersFIGURE1aTeflon registered trademark of DuPont4Typical Performance Characteristics(All electrical characteristics apply for the circuit of Figure3 unless otherwise noted ) Nonlinearity Error LM131Family as Precision V-to-F Converter(Figure3)Nonlinearity Error LM131FamilyNonlinearity vs Power SupplyVoltageFrequency vs Temperature LM131A V REF vs TemperatureLM131AOutput Frequency vsV SUPPLY100kHz Nonlinearity Error LM131Family(Figure4)Nonlinearity Error LM131(Figure1)Input Current(Pins6 7)vsTemperaturePower Drain vs V SUPPLY Output Saturation Voltage vsI OUT(Pin3)Nonlinearity Error PrecisionF-to-V Converter(Figure6)TL H 5680–3 5Typical Applications(Continued)PRINCIPLES OF OPERATION OF A SIMPLIFIED VOLTAGE-TO-FREQUENCY CONVERTERThe LM131is a monolithic circuit designed for accuracy and versatile operation when applied as a voltage-to-frequency (V-to-F)converter or as a frequency-to-voltage(F-to-V)con-verter A simplified block diagram of the LM131is shown in Figure2and consists of a switched current source input comparator and1-shot timerThe operation of these blocks is best understood by going through the operating cycle of the basic V-to-F converter Figure2 which consists of the simplified block diagram of the LM131and the various resistors and capacitors con-nected to itThe voltage comparator compares a positive input voltage V1 at pin7to the voltage V x at pin6 If V1is greater the comparator will trigger the1-shot timer The output of the timer will turn ON both the frequency output transistor and the switched current source for a period t e1 1R t C t During this period the current i will flow out of the switched current source and provide a fixed amount of charge Q e i c t into the capacitor C L This will normally charge V x up to a higher level than V1 At the end of the timing period the current i will turn OFF and the timer will reset itselfNow there is no current flowing from pin1 and the capaci-tor C L will be gradually discharged by R L until V x falls to the level of V1 Then the comparator will trigger the timer and start another cycleThe current flowing into C L is exactly I AVE e i c(1 1c R t C t) c f and the current flowing out of C L is exactly V x R L j V IN R L If V IN is doubled the frequency will double to main-tain this balance Even a simple V-to-F converter can pro-vide a frequency precisely proportional to its input voltage over a wide range of frequenciesTL H 5680–4 FIGURE2 Simplified Block Diagram of Stand-Alone Voltage-to-Frequency Converter Showing LM131andExternal ComponentsDETAIL OF OPERATION FUNCTIONAL BLOCKDIAGRAM(FIGURE1a)The block diagram shows a band gap reference which pro-vides a stable1 9V DC output This1 9V DC is well regulated over a V S range of3 9V to40V It also has a flat low tem-perature coefficient and typically changes less than % over a100 C temperature changeThe current pump circuit forces the voltage at pin2to be at1 9V and causes a current i e1 90V R S to flow ForR s e14k i e135m A The precision current reflector pro-vides a current equal to i to the current switch The current switch switches the current to pin1or to ground depending on the state of the R S flip-flopThe timing function consists of an R S flip-flop and a timer comparator connected to the external R t C t network When the input comparator detects a voltage at pin7higher than pin6 it sets the R S flip-flop which turns ON the current switch and the output driver transistor When the voltage at pin5rises to V CC the timer comparator causes the R S flip-flop to reset The reset transistor is then turned ON and the current switch is turned OFFHowever if the input comparator still detects pin7higher than pin6when pin5crosses V CC the flip-flop will not be reset and the current at pin1will continue to flow in its attempt to make the voltage at pin6higher than pin7 This condition will usually apply under start-up conditions or in the case of an overload voltage at signal input It should be noted that during this sort of overload the output frequency will be0 as soon as the signal is restored to the working range the output frequency will be resumedThe output driver transistor acts to saturate pin3with an ON resistance of about50X In case of overvoltage the output current is actively limited to less than50mAThe voltage at pin2is regulated at1 90V DC for all values ofi between10m A to500m A It can be used as a voltagereference for other components but care must be taken to ensure that current is not taken from it which could reduce the accuracy of the converterPRINCIPLES OF OPERATION OF BASIC VOLTAGE-TO-FREQUENCY CONVERTER(FIGURE1)The simple stand-alone V-to-F converter shown in Figure1 includes all the basic circuitry of Figure2plus a few compo-nents for improved performanceA resistor R IN e100k X g10% has been added in the pathto pin7 so that the bias current at pin7(b80nA typical) will cancel the effect of the bias current at pin6and help provide minimum frequency offsetThe resistance R S at pin2is made up of a12k X fixed resistor plus a5k X(cermet preferably)gain adjust rheo-stat The function of this adjustment is to trim out the gain tolerance of the LM131 and the tolerance of R t R L and C t 6Typical Applications(Continued)For best results all the components should be stable low-temperature-coefficient components such as metal-film re-sistors The capacitor should have low dielectric absorption depending on the temperature characteristics desired NPO ceramic polystyrene Teflon or polypropylene are best suitedA capacitor C IN is added from pin7to ground to act as a filter for V IN A value of0 01m F to0 1m F will be adequate in most cases however in cases where better filtering is re-quired a1m F capacitor can be used When the RC time constants are matched at pin6and pin7 a voltage step at V IN will cause a step change in f OUT If C IN is much less than C L a step at V IN may cause f OUT to stop momentarily A47X resistor in series with the1m F C L is added to give hysteresis effect which helps the input comparator provide the excellent linearity(0 03%typical)DETAIL OF OPERATION OF PRECISION V-TO-F CONVERTER(FIGURE3)In this circuit integration is performed by using a conven-tional operational amplifier and feedback capacitor C F When the integrator’s output crosses the nominal threshold level at pin6of the LM131 the timing cycle is initiated The average current fed into the op amp’s summing point (pin2)is i c(1 1R t C t)c f which is perfectly balanced with b V IN R IN In this circuit the voltage offset of the LM131 input comparator does not affect the offset or accuracy of the V-to-F converter as it does in the stand-alone V-to-F converter nor does the LM131bias current or offset cur-rent Instead the offset voltage and offset current of the operational amplifier are the only limits on how small the signal can be accurately converted Since op amps with voltage offset well below1mV and offset currents well be-low2nA are available at low cost this circuit is recommend-ed for best accuracy for small signals This circuit also re-sponds immediately to any change of input signal(which a stand-alone circuit does not)so that the output frequency will be an accurate representation of V IN as quickly as2 output pulses’spacing can be measuredIn the precision mode excellent linearity is obtained be-cause the current source(pin1)is always at ground poten-tial and that voltage does not vary with V IN or f OUT (In the stand-alone V-to-F converter a major cause of non-linearity is the output impedance at pin1which causes i to change as a function of V IN)The circuit of Figure4operates in the same way as Figure3 but with the necessary changes for high speed operationf OUT eb V IN2 09VR SR IN1R t C tTL H 5680–5Use stable components with low temperature coefficients See Typical Applications sectionThis resistor can be5k X or10k X for V S e8V to22V but must be10k X for V S e4 5V to8VUse low offset voltage and low offset current op amps for A1 recommended types LM108 LM308A LF411A FIGURE3 Standard Test Circuit and Applications Circuit Precision Voltage-to-Frequency Converter7Typical Applications(Continued)DETAILS OF OPERATION FREQUENCY-TO-VOLTAGE CONVERTERS(FIGURES5AND6)In these applications a pulse input at f IN is differentiated by a C-R network and the negative-going edge at pin6causes the input comparator to trigger the timer circuit Just as with a V-to-F converter the average current flowing out of pin1 is I AVERAGE e i c(1 1R t C t)c fIn the simple circuit of FIGURE5 this current is filtered in the network R L e100k X and1m F The ripple will be less than10mV peak but the response will be slow with a 0 1second time constant and settling of0 7second to 0 1%accuracyIn the precision circuit an operational amplifier provides a buffered output and also acts as a2-pole filter The ripple will be less than5mV peak for all frequencies above1kHz and the response time will be much quicker than in Figure5 However for input frequencies below200Hz this circuit will have worse ripple than Figure5 The engineering of the filter time-constants to get adequate response and small enough ripple simply requires a study of the compromises to be made Inherently V-to-F converter response can be fast but F-to-V response can notTL H 5680–6Use stable components with low temperature coefficientsSee Typical Applications sectionThis resistor can be5k X or10k X for V S e8V to22Vbut must be10k X for V S e4 5V to8VUse low offset voltage and low offset current op amps for A1 recommended types LF411A or LF356FIGURE4 Precision Voltage-to-Frequency Converter 100kHz Full-Scale g0 03%Non-LinearityTL H 5680–7V OUT e f IN c2 09V c R LR Sc(R t C t)Use stable components with low temperature coefficients FIGURE5 Simple Frequency-to-Voltage Converter 10kHz Full-Scale g0 06%Non-LinearityV OUT e b f IN c2 09V cR FR Sc(R t C t)TL H 5680–8 SELECT Rx e(V S b2V)0 2mAUse stable components with low temperature coefficients FIGURE6 Precision Frequency-to-Voltage Converter 10kHz Full-Scale with2-Pole Filter g0 01%Non-Linearity Maximum8Typical Applications(Continued)Light Intensity to Frequency ConverterTL H 5680–9L14F-1 L14G-1or L14H-1 photo transistor(General Electric Co )or similarTemperature to Frequency ConverterTL H 5680–10Long-Term Digital Integrator Using VFCTL H 5680–11Basic Analog-to-Digital Converter UsingVoltage-to-Frequency ConverterTL H 5680–12 9Typical Applications(Continued)Analog-to-Digital Converter with MicroprocessorTL H 5680–13 Remote Voltage-to-Frequency Converter with2-Wire Transmitter and ReceiverTL H 5680–14 Voltage-to-Frequency Converter with Square-Wave Output Using d2Flip-FlopTL H 5680–15Voltage-to-Frequency Converter with IsolatorsTL H 5680–1610Typical Applications(Continued)Voltage-to-Frequency Converter with IsolatorsTL H 5680–17Voltage-to-Frequency Converter with IsolatorsTL H 5680–18Voltage-to-Frequency Converter with IsolatorsTL H 5680–1911Connection DiagramsMetal Can PackageTL H 5680–20Note Metal case is connected to pin 4(GND )Order Number LM131H 883or LM131AH 883See NS Package Number H08CDual-In-Line PackageTL H 5680–21Order Number LM231AN LM231N LM331ANor LM331NSee NS Package Number N08ESmall-Outline PackageTL H 5680–24Top ViewOrder Number LM231WM See NS Package Number M14B12Schematic DiagramTL H 5680–221314Physical Dimensions inches(millimeters)Metal Can Package(H)Order Number LM131H 883or LM131AH 883NS Package H08C14-Pin Small Outline Package(M)Order Number LM231WMNS Package M14B15L M 131A L M 131 L M 231A L M 231 L M 331A L M 331P r e c i s i o n V o l t a g e -t o -F r e q u e n c y C o n v e r t e r sPhysical Dimensions inches (millimeters)(Continued)Dual-In-Line Package (N)Order Number LM231AN LM231N LM331AN or LM331NNS package N08ELIFE SUPPORT POLICYNATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or 2 A critical component is any component of a life systems which (a)are intended for surgical implant support device or system whose failure to perform can into the body or (b)support or sustain life and whose be reasonably expected to cause the failure of the life failure to perform when properly used in accordance support device or system or to affect its safety or with instructions for use provided in the labeling can effectivenessbe reasonably expected to result in a significant injury to the userNational Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor CorporationEuropeHong Kong LtdJapan Ltd1111West Bardin RoadFax (a 49)0-180-530858613th Floor Straight Block Tel 81-043-299-2309。

ADC DAC的分类与指标简介adcdac的分类与指标简介1.ad转换器的分类下面详细了解常用的几种类型的基本原理及特点：分数型、逐次迫近型、循序比较型/串成循序型、σ-δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频转换型。

1）积分型（如tlc7135）分数型ad工作原理就是将输出电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器赢得数字值。

其优点就是用直观电路就能够赢得高分辨率，但缺点就是由于切换精度依赖分数时间，因此切换速率极低。

初期的单片ad转换器大多使用分数型，现在逐次比较型已逐步沦为主流。

双分数tlc7135芯片资料2）逐次比较型（如tlc0831）逐次比较型ad由一个比较器和da转换器通过逐次比较逻辑形成，从msb已经开始，顺序地对每一位将输出电压与内置da转换器输入展开比较，经n次比较而输入数字值。

其电路规模属中等。

其优点就是速度较低、功耗高，在高分辩率（<12十一位）时价格便宜，但高精度（>12十一位）时价格很高。

tlc0831芯片资料(德州仪器公司（ti）面世的tlc0831/2就是广泛应用的8十一位a/d转换器。

tlc0831就是单通道输出；tlc0832就是双通道输出，并且可以软件布局组合成端的或差分输出。

以太网输入可以便利的和标准的移位寄存器及微处理器USB)tlc0831可以外接高精度基准以提升切换精度，tlc0832的基准输出在片内与vcc相连接。

tlc0831/2的操作方式非常相似tlc0834/8（更多输出地下通道），为以后升级提供更多便捷。

3）并行比较型/串并行比较型（如tlc5510）循序比较型ad使用多个比较器，仅并作一次比较而推行切换，又称flash(快速)型。

由于切换速率极高，n位的切换须要2n-1个比较器，因此电路规模也很大，价格也低，只适用于于视频ad转换器等速度特别低的领域。

串并行比较型ad结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型ad转换器配合da转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为halfflash(半快速)型。

调频收音机鉴频电路原理
一、调频信号接收
调频收音机通过天线接收调频信号。

这些信号通常包含音频信息以及用于同步的载波信号。

二、信号解调
接收到信号后，通过一个解调器将高频的调频信号解调为低频的音频信号。

这个过程是通过一个与发射端调制过程相反的过程来实现的。

三、频率-幅度转换
解调后的音频信号通过一个频率-幅度转换器，将频率信号转换为幅度信号，以便后续处理。

四、低通滤波器
低通滤波器用于去除音频信号中的高频噪声，只保留所需要的音频信息。

五、直流放大器
直流放大器对滤波后的音频信号进行放大，以便后续的电压-频率转换和相位比较。

六、电压-频率转换
电压-频率转换器将放大后的音频信号转换为频率信号，这个频率信号与输入音频信号的幅度成正比。

这个过程是为了便于后续的相位比较和音频放大。

七、相位比较器
相位比较器用于比较输入音频信号和转换后的频率信号的相位差。

这
个相位差被转换为电压信号，用于控制一个电压-电流转换器。

八、音频放大器
音频放大器对相位比较器输出的电压信号进行放大，以便驱动扬声器或其他音频输出设备。

九、输出信号处理
输出信号处理包括一个低通滤波器，用于进一步去除不需要的噪声，以及一个音量控制电路，用于调整输出的音量。

十、电源与接地
电源提供整个鉴频电路所需的电能，同时接地是保证电路安全和稳定工作的基础。

十一、系统集成与测试
所有上述组件都集成在一个系统中，并进行全面的测试以保证其正常工作。

测试包括但不限于信号接收、解调、放大和输出的质量等各个方面。

模数转换原理的压频转换模数转换原理的压频转换是指在数字信号处理中，将高频率的数字信号转换为低频率的数字信号的一种方法。

这种转换主要基于模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）的理论和技术。

模数转换原理是将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号的过程。

它的基本原理是将模拟信号在时间和幅度上进行采样，然后对采样的信号进行量化和编码，最后得到离散时间的数字信号。

模数转换器通常由采样频率、量化位数、编码方式等参数来描述。

压频转换是将高频率的数字信号转换为低频率的数字信号的过程。

在实际应用中，有些情况下需要将高频率的信号转换为低频率，以便于处理和传输。

例如，对于音频信号的处理，人耳的可听频率范围是20Hz到20kHz，而音频信号的采样频率通常是44100Hz或48000Hz，因此需要将高频信号压缩为低频信号。

压频转换的实现通常通过两种方法：降低采样频率和降低信号带宽。

降低采样频率是指降低信号的采样率，将高频信号转换为低频信号。

这可以通过减少采样点的数量或减小采样间隔来实现。

降低信号带宽是指通过滤波器将高频信号滤除或减小，以降低信号的频率。

在模数转换原理的压频转换中，可以使用数字滤波器来实现降低信号带宽的目的。

数字滤波器是一种将输入信号的频域特性进行修改的设备，它可以滤除或减小不需要的频率成分，从而实现信号的频率压缩。

常用的数字滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

在压频转换过程中，还需要考虑信号的失真问题。

由于压频转换会减小信号的频率范围，因此会引入误差和失真。

这些失真通常包括抽样误差、量化误差和滤波误差等。

为了减小这些失真，需要选择合适的转换参数和滤波器参数，并对信号进行适当的预处理和后处理。

总之，模数转换原理的压频转换是一种将高频率的数字信号转换为低频率的数字信号的方法。

它可以通过降低采样频率和降低信号带宽来实现。

在实际应用中，压频转换需要考虑信号的失真问题，并选择合适的转换参数和滤波器参数。

常用的几种类型的ADC基本原理及特点AD转换器的分类下面简要介绍常用的几种类型的基本原理及特点：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。

1）积分型（如TLC7135）积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。

其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。

初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。

2）逐次比较型（如TLC0831）逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。

其电路规模属于中等。

其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。

3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。

由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。

串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。

还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。

这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。

4）Σ-Δ(Sigma/FONT>del ta)调制型（如AD7705）Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。

压频转换器的工作原理压频转换器(也称为变压器)是一种将交流电压从一个电平转换为另一个电平的电子设备。

它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过改变线圈的匝数比例来实现电压变换。

压频转换器主要由一个铁芯和两个线圈组成。

铁芯通常是由磁性材料(如铁，硅钢等)制成，它的作用是放大磁场并传递能量。

两个线圈分别称为原边线圈和副边线圈。

原边线圈连接到输入电源上，而副边线圈连接到输出负载。

当输入电源通过原边线圈产生交变磁场时，这个磁场会通过铁芯传导到副边线圈上，从而在副边线圈上产生电压。

压频转换器有三种主要的工作原理：步进开关原理，共振原理和磁耦合原理。

1. 步进开关原理:在步进开关原理中，压频转换器使用开关管或开关器件来控制输入电流的通断状态。

通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现对输出电压的调整。

当开关管导通时，输入电流通过原边线圈，经过铁芯传递到副边线圈上。

当开关管截止时，电流被截断，磁场崩溃，产生一个反向电压。

通过调整开关管的导通和截止时间，可以控制输出电压的幅值和频率。

2. 共振原理:共振原理的工作方式基于谐振回路的特性。

压频转换器中的共振回路由电容和电感组成。

当输入电源的频率与共振频率匹配时，回路会形成共振。

共振回路会产生一个更高的电压，该电压可以通过变压器传递到输出负载。

通过调整电容和电感的数值，可以实现不同的电压转换比例和频率。

3. 磁耦合原理:磁耦合原理是基于磁场的相互作用来进行电压转换的。

当原边线圈上有电流通过时，产生的磁场会通过铁芯传送到副边线圈上。

根据法拉第定律，副边线圈上会感应出相应的电压。

通过调整原边线圈和副边线圈的匝数比例，可以实现电压的变换。

压频转换器可以实现不同电平之间的电压转换，用于各种电子设备和应用中。

它可以将高电压转换为低电压，也可以将低电压转换为高电压，以满足特定的功率需求。

同时，压频转换器还能提供电力变换的隔离功能，保护负载设备免受输入电源的干扰和电流峰值。

综上所述，压频转换器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过改变线圈的匝数比例、控制开关管的导通和截止状态、利用共振回路或磁场的相互作用来实现电压的变换。