集成电路课程设计---VFC同步电压--频率转换器原理及应用

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1、 集成电路原理与应用集成电路原理与应用课程设计课程设计报告报告 题 目 VFC 同步电压-频率转换器原理及应用 授课教师 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 教学单位 物理系 完成时间 2012 年 6 月 27 日 目 录 摘 要 1 1 引言. 1 2 VFC100 电压-频率转换器功能简介 . 1 2.1 性能特点： 1 2.2 应用范围 2 2.3 引脚及其功能 2 2.4 内部结构及基本接法 3 2.5 典型性能曲线 4 2.6 工作原理分析 4 3 VFC100 基本应用简介 5 3.1 VFC100 双极性输入接法 5 3.2 F/U 变换模式 . 6 3.3

2、 失调与增益调整电路 7 4 应用设计 8 4.1 数控频率电路 8 5 结束语 9 元件清单 . 10 参考文献: 11 致 谢 12 1 VFCVFC 同步电压同步电压-频率转换器原理及应用频率转换器原理及应用 摘 要 电压频率转换器 VFC（Voltage Frequency Converter）是一种实现模数转换功 能的器件，将模拟电压量变换为脉冲信号，该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小 成正比。电压频率转换器也称为电压控制振荡电路（VCO），简称压控振荡电路。电 压频率转换实际上是一种模拟量和数字量之间的转换技术。当模拟信号（电压或电 流）转换为数字信号时，转换器的输出是一串频率正

3、比于模拟信号幅值的矩形波，显 然数据是串行的。这与目前通用的模数转换器并行输出不同，然而其分辨率却可以很 高。串行输出的模数转换在数字控制系统中很有用，它可以把模拟量误差信号变成与 之成正比的脉冲信号，以驱动步进式伺服机构用来精密控制。VFC 电压-频率转换器 （vfc）是青岛晶体管研究所生产的电路。 关键字：VFC100；频率转换；原理应用；数控频率 1 引言 VFC100 是一片功能很强的电压频率转换器，采用电荷平衡技术，严格的 复位组合周期取自外部时钟频率， 能较好地消除误差及其他转换器所要求的外部 定时元件的漂移。它还采用高精度输入电阻来设置全刻度输入电压，在许多应用 中无需外部调整就

4、可获得所要求的精度。外加同步频率可设置满量程频率输出， 10V 满量程输人电压由精密电阻提供。单稳输出电路对优化输出脉冲宽度很有 用，特别用在光学耦合和隔离电压传送中。精准的 5V 基准电压可用于双极性输 入偏置、激励电桥和传感器以及自动校准系统。因不需外调整，所以外围元件很 少。采用集电极开路输出，低有效集电极开路输出给予非常快的脉冲输出前沿， 可很方便地与 TTL，CM0S 电路接口。VFC100 同步型 UF 变换器广泛应用于自动 控制、数据采集、电压隔离、模数转换等方面。 2 VFC100 电压-频率转换器功能简介 2.1 性能特点： 2 （1）满量程频率由系统时钟设定；不需要关键的外

5、部元件。 （2）在精密满 10V 电压输入时,增益误差不超过 0.5。 （3）内设精密 5V 参考电源。 （4）极好的线性，在 100kHz 时，最大误差不超过 0.02，在 1MHz 时，不 超过 0.1。 （5）具有低的增益漂移：不超过 5010-6 /C 。 2.2 应用范围 1.A/D 转换 2.过程控制 3.数据采集 4.电压隔离 2.3 引脚及其功能 图 2-3-1 VFC100 引脚图 VFC10 外形采用 16 脚 DIP 封装结构,便于和 DIP 插座配合使用。其引脚功能： 1 脚：V+，为正电源端。 2 脚、3 脚：NC，为空脚。 4 脚：IOUT，为内部积分输出端，一般与

6、 5 脚之间接入积分电容。 5 脚：CINT,为积分负输入端，接积分电容。 6 脚、7 脚：IN+、Ui，为积分同相输入与模拟电压输入端。 8 脚：V，为负电源端。 9 脚：Cos，输出单稳电容端。 10 脚：CLK，同步时钟输入端。 3 11 脚：f0 ，U/F 变换频率输出端。 12 脚：DGND，为数字地。 13 脚：AGND，为模拟地。 14 脚、15 脚：-CIN、+CIN，内部比较器输入端。 16 脚：VREF，为内部 5V 参考电压输出端。 2.4 内部结构及基本接法 图 2-4-1 VFC100 的内部结构图及 U/F 变换模式的基本接法 图 2-4-2 U/F 变换模式时的变换波形图 图 2-4-1 为 VFC100 的内部结构图及变换时的基本接法。 它的内部由积分器、 比较器、定时逻辑、输出单脉冲和基准电源等部分组成。输入电压通过积分器积 分,比较器比较,在同步时钟的触发下,输