基于單片IC構成的廉價100KHZ V-F轉換器

電路的功能

以往一提到F-F轉換器，往往選用混合集成組件，而本電路使用了單片V-F轉換器，這是一種廉價的100KHZ V-F轉換器標準電路，它把0~10V的輸入電壓轉換成0~100KHZ的脈沖串。用光耦合器或光纖傳輸，可以把模擬信號隔離。此外為了改善V-F轉換器的線性，電路中加了OP放大器A1。

電路工作原理

LM331是由1.9V的基準電壓、電流開關、比較器、雙穩態多諧振蕩器等構成的單片V-F轉換器。即使不另加放大器，也可獲得0.03%的線性，但為了擴大量程范圍，加了FET輸入OP放大器。

基準電流IR由引線2連接的電阻確定。因為內部基準電壓是1.9V，所以IR=1.9/R，通常可在100~500UA范圍內選定，此外，電流開關輸出端的電流，其平均值IO與輸入電流IIN相等。

在內部充電電路中，充電電壓一旦等于電源電壓VCC的2/3，電路就復位，所以脈沖寬度T=1.1C3.R4，因平均電流I*1.1*C3.R4.FO與振蕩頻率成正比。根據以上關系，振蕩頻率FO、定時常數C3.R4可由以下公式求出：

考慮到定時的滯后，應采用稍小于2.5US的定時常數，C3取330PF，R4取6.8K。根據上式，微調R1、R4、R6中任何一個均可調節滿量程的頻率，但本電路只把R1改為可變電阻進行調節。

電容器C2用作平均電容，如容量增大，對輸入電壓的響應就會變慢，所以容量要合適。D1為箝位二極管以使負電位不至加到引線7上，電阻R2、R3對電源電壓進行1/2分壓，形成基準電壓，不一定取10K。

輸出為集電極開路式，，所以驅動邏輯IC時要加負載電阻，直接驅動光耦合器時應串聯限流電阻。

元件的選擇

LM331其頻率穩定度很高，為正負30PPM/度，定時電容器可采用溫度系數小的云母電容在10KHZ全量程條件下應用，因為C3=0.01UF，宜用苯乙烯電容。

調整

首先用可變電阻VR2進行失調調節。在輸出端連接負載電阻，用示波器觀測振蕩輸出，調整VR2，使振蕩頻率降低，把停止振蕩作為零，然后在輸入端連接-10V的恒壓源，調節VR2使振蕩頻率為滿量程。再以1V為單位逐次降低輸入電壓，頻率值，檢驗線性度。