壓頻轉(zhuǎn)換電路

1、壓頻轉(zhuǎn)換電路報(bào)告課程名稱電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)電流/頻率轉(zhuǎn)換隔離電路設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電流（4mA-20mA）一電流/頻率轉(zhuǎn)換、隔離電路。二、基本要求1 .輸入電流為4mA-20mA。輸出頻率信號與輸入電流幅值呈線性關(guān)系，其線性度不低于l%o2 .設(shè)計(jì)基于LM331的壓頻變換電路。3 .設(shè)計(jì)基于光耦的數(shù)字信號隔離傳輸電路。三、電流/頻率轉(zhuǎn)換隔離電路的設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)原理圖1.圖一電路原理圖4 .電路元件參數(shù)計(jì)算輸入電壓為l-5v,Rl=250Q,可以計(jì)算得電流為4mA-20mA之間，由虛短虛斷可知一暮ui=-50Il,令R2=1OK,R3=2OK,I1在41nA200niA之間，U1在2V1

2、0V之間，14=-也1=12=磊因?yàn)長M331的2端基準(zhǔn)電流為100RA-150pA,因此R6+R52堿19k,取R5、R6為10k,其中R6為滑動變阻器。其中，因此I4=-2v60（jA,因此取R4=100K,因?yàn)殡娙輈充放電荷量相同，I充T充=1放T放，I充+1放，I充丁充=1放*（普-1充）,由此推出T放=1.9R7*C2=0.011ms,*=罌*R7c2,則頻率f=l/T,將U的最大值與最小值帶入式中，即可得到頻率的范圍是2k40k之間。TLP521壓降為2V,電流為35n】A,取VCC=5V,R8=F*600。，bmAIc=Ia*CTR=0.005*0.3=L5mA,其中CTR=0.

3、3,R9=-«=3.3kC,LM3311mAl.SfnA元器件清單器件6、8口取經(jīng)驗(yàn)值R10=Rll=10K,C3=0.01pF。元器件數(shù)量LM3311LM3531TLP52111N5819二極管2250Q電阻110K電阻418K電位器110K電位器1100K電阻11K電阻13.3K電阻25K電阻1620Q電阻1luF電容10.luF電容10.OluF電容1!1!3五、電路板實(shí)物照片圖-電路實(shí)物正面照片MUooJoJoQC.二EE33QOOGC-5000003*-號。0006cXCCOGOe少oA-圖三電路實(shí)物反面照片六、電流/頻率轉(zhuǎn)換電路調(diào)試步驟1 .當(dāng)輸入電壓為IV-5V時(shí)，調(diào)節(jié)

4、電位器R13使得LM353的1引腳電壓為-2V-10Vo2 .測得LM331的6引腳和7引腳的電壓為l/2Vcco3 .測得LM311的2引腳電壓為L9V°4 .調(diào)節(jié)電位器R6使得LM331的2引腳的輸出電流在100uA150uA。5 .用雙蹤示波器測量LM331的3引腳和5引腳的輸出波形。6 .用雙蹤示波器測量LM331的3引腳和TLP521的輸出波形。7 .調(diào)節(jié)輸入電壓，取6組數(shù)據(jù)，由于光耦的最高輸出頻率為10kHz,且設(shè)計(jì)的輸出頻率過高，因此輸入電壓在0-1V之間調(diào)節(jié)。8 .調(diào)節(jié)電位器R6使得LM331的2引腳的輸出電流在小于100uA。9 .調(diào)節(jié)輸入電壓，取6組數(shù)據(jù)，由于光耦

5、的最高輸出頻率為10kHz,且設(shè)計(jì)的輸出頻率過高，因此輸入電壓在0-1V之間調(diào)節(jié)。圖四LM3四的3引腳和5引腳的輸出波形nixTDS1012C-SC圖五LM331的3引腳和TLP521的輸出波形AUT0SETMPm:0.000(100MHz1GS/s,2弋盥聞i：平均值5必坪（智七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄整理1 .線性數(shù)據(jù)f/KHzV/vK/AV/Af2.8030.22/3.7650.2950.0784.58303540.0725.5470.4280.0766.8750.5260.0747.3820.5630.073圖六線性數(shù)據(jù)分析圖2 .非線性數(shù)據(jù)f/KHzV/vK/w/M5.1240.175/6.3840.2130.0306.8230.2410.0648.1420.2850.0338.84303050.0299.47003320.043V/vv/f實(shí)驗(yàn)分析：通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄以及繪制相應(yīng)的電流/頻率特性曲