电压频率转换器

电压—频率转换器输出信号的频率正比于（或受控于）外加电压。由此可得出结论：

(1)若外加直流电压，则电压—频率转换器是频率调节十分方便的信号源；

(2)若外加正弦波电压，则电压—频率转换器就是调频振荡器；

(3)若外加锯齿波电压，则电压—频率转换器就成为扫频振荡器。所以，电压—频率转换器广泛地应用于调频器、扫频器、锁相环，以及廉价而高精度的模数转换器和数模转换器等电路中。

目前，国内外已生产出多种单片式和模块式集成电压—频率转换器，其型号有ADVFC32、AD650、AD458、AD460等等。它们具有外接元件少、转换精度高、温度稳定性好以及工作频率高（最高可达500kHZ）等优点。因此，使用这些集成组件如同使用其它专用模拟集成电路一样，可令整个系统更具体积小、价格低廉、性能优良以及维修方便等优越性。

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。

VFC 有两种常用类型：（a）多谐振荡器式VFC ；（b）电荷平衡式VFC。多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出(与某些传输介质连接非常方便)；电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC，而且能对负输入信号积分。

电压-频率转换(频率-电压转换)方法广泛地应用于锁相技术，模数转换，自动稳零技术，多路数据传输等方面。

1．模数转换

AD652加上外部时钟和计数器可以作为模数转换器，其分辨率取决于时钟频率和闸门时间。模数转换器构成如图1所示，外部时钟经2N分频获得闸门时间，计数输出二进制数据送入微机寄存。为了在不太长的时间内得到高分辨率的转换数据，时钟频率必须提高，例如为得到16分辨率，时钟频率用4MHz，闸门时间是32.77ms,线性误差达0.02%。

2．自动调零

电压—频率转换器AD650的动态范围很宽，有6个数量级，例如若其输入满度电压为10V，则其最小的可精确转换的电压应为10V。在这种工作条件下，转换器的输入失调电压就显得极为重要。如果该失调电压固定不变，其转换结果会偏移几个赫兹，如果失调电压变化，则就相当于有一小的输入而引起输出频率变化，这样动态范围就会缩小。利用图2所示电路可以实现失调电压的自动调节。AD582是一片采样保持放大器。通过模拟开关AD7512DI，使AD650输入端轮流接通输入信号v1或地，而A₁(积分器)的输出则经过AD582来调节(AD650第13脚)。AD582的保持电容为0.1μF，这样AD650的失调可以长时间保持不变。上述自动调零电路实际上是一种放大器伺服环路，在测放大器是电压—频率转换器中的运算放大器A₁,它受作为控制放大器的AD582控制，其输出为零。电阻(200kΩ)和电容(1nF)并联，作为伺服环的单零点补偿，使环路工作稳定。v_c是电路的控制输入，在该信号存在期间，电路校零。