基于单片IC构成的廉价100KHZ V-F转换器

电路的功能

以往一提到F-F转换器，往往选用混合集成组件，而本电路使用了单片V-F转换器，这是一种廉价的100KHZ V-F转换器标准电路，它把0~10V的输入电压转换成0~100KHZ的脉冲串。用光耦合器或光纤传输，可以把模拟信号隔离。此外为了改善V-F转换器的线性，电路中加了OP放大器A1。

电路工作原理

LM331是由1.9V的基准电压、电流开关、比较器、双稳态多谐振荡器等构成的单片V-F转换器。即使不另加放大器，也可获得0.03%的线性，但为了扩大量程范围，加了FET输入OP放大器。

基准电流IR由引线2连接的电阻确定。因为内部基准电压是1.9V，所以IR=1.9/R，通常可在100~500UA范围内选定，此外，电流开关输出端的电流，其平均值IO与输入电流IIN相等。

在内部充电电路中，充电电压一旦等于电源电压VCC的2/3，电路就复位，所以脉冲宽度T=1.1C3.R4，因平均电流I*1.1*C3.R4.FO与振荡频率成正比。根据以上关系，振荡频率FO、定时常数C3.R4可由以下公式求出：

考虑到定时的滞后，应采用稍小于2.5US的定时常数，C3取330PF，R4取6.8K。根据上式，微调R1、R4、R6中任何一个均可调节满量程的频率，但本电路只把R1改为可变电阻进行调节。

电容器C2用作平均电容，如容量增大，对输入电压的响应就会变慢，所以容量要合适。D1为箝位二极管以使负电位不至加到引线7上，电阻R2、R3对电源电压进行1/2分压，形成基准电压，不一定取10K。

输出为集电极开路式，，所以驱动逻辑IC时要加负载电阻，直接驱动光耦合器时应串联限流电阻。

元件的选择

LM331其频率稳定度很高，为正负30PPM/度，定时电容器可采用温度系数小的云母电容在10KHZ全量程条件下应用，因为C3=0.01UF，宜用苯乙烯电容。

调整

首先用可变电阻VR2进行失调调节。在输出端连接负载电阻，用示波器观测振荡输出，调整VR2，使振荡频率降低，把停止振荡作为零，然后在输入端连接-10V的恒压源，调节VR2使振荡频率为满量程。再以1V为单位逐次降低输入电压，频率值，检验线性度。