基于LM331的宽频频率/电压转换电路

时，信号将被400分频后输入频率/电压转换电路，同时放大电路会选择放大400倍的档位；当测得信号的频率在10 kHz～4 kHz之间时，信号将被40分频后输入频率/电压转换电路，同时放大电路会选择放大40倍的档位；当测得信号的频率在4 kHz～250 Hz之间时，信号将被4分频后输入频率/电压转换电路，同时放大电路会选择放大4倍的档位；当测得信号的频率小于250 Hz时，待处理信号不分频直接输入频率/电压转换电路，同时放大电路变成了电压跟随器，不对待处理信号进行放大。
3 实验结果
3.1 低频频率/电压转换电路实测结果
在实验中当信号频率较低时，可将整形后的信号直接加入频率电压转换电路，而不经过分频电路。直接选取Rt=910 Ω，RL=19 kΩ，Rs=14.5 kΩ，Ct=0.01 μF，当输入信号的频率小于100 kHz时，测得的实验结果如表1所示。

比较分析以上结果可知，利用分频电路和放大电路可以实现基于LM331的频率/电压转换电路频率范围的扩展，有效地解决了现有频率/电压转换芯片转换频率不高的问题。但是该电路在信号频率较小时，转换后的电压误差较大，这可能是由于频率/电压变换系数较小的原因。
本文设计实现的基于LM331的宽频频率/电压转换电路利用由高速双D型触发器74ALS74、计数器74ALS168和数据选择器74ALS153组成的分频电路以及由运算放大器OP37、4双向模拟开关CD4066和电阻网络构成的放大电路对LM331的频率/电压转换范围进行了扩展。设计的宽频频率/电压转换电路所允许输入信号频率范围为1 kHz～30 MHz，电路结构简单，成本低，功耗小，可以应用于传感器测量、电机的转速测量、自适应信号处理等领域，具有良好的应用前景。
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