CN105099452A - 一种用于将电压信号转换为频率信号的电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，为完成电路设计所需，能将经过压电转化后的电压信号转换成所需要的频率信号，包括电压输入电路及与之相连接的V/F转换电路，V/F转换电路包括V/F转换器U2，V/F转换器U2的7脚连接电阻R8；V/F转换器U2的1脚和6脚通过阻容电路接地，阻容电路包括相互并联的电容C3及电阻R10；V/F转换器U2的5脚通过电阻R11与正电源连接，且V/F转换器U2的5脚通过电容C4与地连接；V/F转换器U2的3脚通过电阻R12与正电源连接，V/F转换器U2的2脚通过电阻R13接地，V/F转换器U2的8脚与正电源连接，且V/F转换器U2的4脚与地连接。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理、信号变换等技术领域，具体的说，是一种用于将电压信号转换为频率信号的电路。
背景技术
信号处理(signalprocessing)对各种类型的电信号，按各种预期的目的及要求进行加工过程的统称。对模拟信号的处理称为模拟信号处理，对数字信号的处理称为数字信号处理。所谓"信号处理"，就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。
信号处理最基本的内容有变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计等。变换诸如类型的傅里叶变换、正弦变换、余弦变换、沃尔什变换等；滤波包括髙通滤波、低通滤波、带通滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波、线性滤波、非线性滤波以及自适应滤波等；谱分析方面包括确知信号的分析和随机信号的分析，通常研究最普遍的是随机信号的分析，也称统计信号分析或估计，它通常又分线性谱估计与非线性谱估计；谱估计有周期图估计、最大熵谱估计等；随着信号类型的复杂化，在要求分析的信号不能满足高斯分布、非最小相位等条件时，又有髙阶谱分析的方法。高阶谱分析可以提供信号的相位信息、非高斯类信息以及非线性信息；自适应滤波与均衡也是应用研究的一大领域。自适应滤波包括横向LMS自适应滤波、格型自适应滤波，自适应对消滤波，以及自适应均衡等。此外，对于阵列信号还有阵列信号处理等等。
信号处理是电信的基础理论与技术。它的数学理论有方程论、函数论、数论、随机过程论、最小二乘方法以及最优化理论等，它的技术支柱是电路分析、合成以及电子计算机技术。信号处理与当代模式识别、人工智能、神经网计算以及多媒体信息处理等有着密切的关系，它把基础理论与工程应用紧密联系起来。因此信号处理是一门既有复杂数理分析背景，又有广阔实用工程前景的学科。
信号处理是以数字信号处理为中心而发展的。这是因为信号普遍可以用数字化形式来表示，而数字化的信号可以在电子计算机上通过软件来实现计算或处理，这样，无论多么复杂的运算，只要数学上能够分析、可以得到最优的求解，就都可以在电子计算机上模拟完成。如果计算速度适当快，还可以用超大规模的专用数字信号处理心片来实时完成。因此，数字信号处理技术成为信息技术发展中最富有活力的学科之一。
发明内容
本发明的目的在于为完成电路设计所需，能将经过压电转化后的电压信号转换成所需要的频率信号，而特别设计出一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，整个电路具有设计科学、应用灵活等特点。
本发明通过下述技术方案实现：一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，包括电压输入电路及与之相连接的V/F转换电路，所述V/F转换电路包括V/F转换器U2，所述V/F转换器U2的7脚连接电阻R8；所述V/F转换器U2的1脚和6脚通过阻容电路接地，所述阻容电路包括相互并联的电容C3及电阻R10；所述V/F转换器U2的5脚通过电阻R11与正电源连接，且V/F转换器U2的5脚通过电容C4与地连接；所述V/F转换器U2的3脚通过电阻R12与正电源连接，所述V/F转换器U2的2脚通过电阻R13接地，所述V/F转换器U2的8脚与正电源连接，且V/F转换器U2的4脚与地连接。
为更好的实现本发明，进一步的，为将经过压电转化后的电压信号输入到V/F转换电路内，所述电压输入电路包括射随器U1，所述射随器U1的输出端通过RCπ型滤波器与V/F转换器U2的7脚连接，所述RCπ型滤波器的输入端还通过电阻R9接地，所述射随器U1的负极输入端与输出端之间并接有RC并联电路。
为更好的实现本发明，进一步的，为抵消V/F转换器的6脚所造成的偏流影响，减小频率误差，特别设置有下述结构：还包括电阻R7，所述电阻R7分别连接射随器U1的输出端及RCπ型滤波器的输入端。
进一步的，为更好的实现本发明，还包括射随器U1的外围输入电路，所述外围输入电路包括连接在射随器U1正极输入端的电阻R3、电阻R5，及连接在射随器U1负极输入端的电阻R1、电阻R2、电阻R4，所述射随器U1还分别同正电源和负电源连接；所述电阻R2及电阻R5皆接地，所述电阻R1连接正电源。
进一步的，为更好的实现本发明，能够提供合适的正负电压，特别设置成下述结构：所述正电源为+9V，所述负电源为-9V。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明为完成电路设计所需，能将经过压电转化后的电压信号转换成所需要的频率信号，整个电路具有设计科学、应用灵活等特点。
（2）本发明在进行信号处理时，能最大限度的减少频率误差，减少增益误差。
（3）本发明连接在V/F转换器6脚的阻容电路能够产生滞后效应，可以为V/F转换电路获得良好的线性度。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
为完成电路设计所需，能将经过压电转化后的电压信号转换成所需要的频率信号，而特别设计出一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，如图1所示，包括电压输入电路及与之相连接的V/F转换电路，所述V/F转换电路包括V/F转换器U2，在具体设计时，V/F转换器U2可选用LM331，所述V/F转换器U2的7脚连接电阻R8；所述V/F转换器U2的1脚和6脚通过阻容电路接地，所述阻容电路包括相互并联的电容C3及电阻R10；所述V/F转换器U2的5脚通过电阻R11与正电源连接，且V/F转换器U2的5脚通过电容C4与地连接；所述V/F转换器U2的3脚通过电阻R12与正电源连接，所述V/F转换器U2的2脚通过电阻R13接地，为减少LM331的增益误差和由由电阻R10及电阻R11引起的偏差，电阻R13选用51K的电阻，所述V/F转换器U2的8脚与正电源连接，且V/F转换器U2的4脚与地连接。
其中，V/F转换电路，将电压信号转换为频率信号的处理电路。
实施例2：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，为将经过压电转化后的电压信号输入到V/F转换电路内，如图1所示，所述电压输入电路包括射随器U1，所述射随器U1的输出端通过RCπ型滤波器与V/F转换器U2的7脚连接，RCπ型滤波器由电阻R8及电容C1和电解电容C2构成，电阻R13选用51K的电阻亦可减少电解电容C2所引起的偏差，电容C1主要起滤波作用，所述RCπ型滤波器的输入端还通过电阻R9接地，所述射随器U1的负极输入端与输出端之间并接有RC并联电路。
在设计应用时，当V/F转换器U2的6脚和7脚的RC时间常数相匹配时，输入电压的阶跃变化将引起输出频率的阶跃变化，设计时，电容C3的容值可远大于电容C1的容值，如此设计，当输入电压的阶跃变化可引起输出频率的瞬间停止；V/F转换器U2的6脚的电阻和电容可以差生滞后效应，以获得良好的线性度。
实施例3：
本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，为更好的实现本发明，进一步的，如图1所示，为抵消V/F转换器的6脚所造成的偏流影响，减小频率误差，特别设置有下述结构：还包括电阻R7，所述电阻R7分别连接射随器U1的输出端及RCπ型滤波器的输入端。
实施例4：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明，如图1所示，还包括射随器U1的外围输入电路，所述外围输入电路包括连接在射随器U1正极输入端的电阻R3、电阻R5，及连接在射随器U1负极输入端的电阻R1、电阻R2、电阻R4，所述射随器U1还分别同正电源和负电源连接；所述电阻R2及电阻R5皆接地，所述电阻R1连接正电源。
实施例5：
本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的，为更好的实现本发明，能够提供合适的正负电压，如图1所示，特别设置成下述结构：所述正电源为+9V，所述负电源为-9V。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，其特征在于：包括电压输入电路及与之相连接的V/F转换电路，所述V/F转换电路包括V/F转换器U2，所述V/F转换器U2的7脚连接电阻R8；所述V/F转换器U2的1脚和6脚通过阻容电路接地，所述阻容电路包括相互并联的电容C3及电阻R10；所述V/F转换器U2的5脚通过电阻R11与正电源连接，且V/F转换器U2的5脚通过电容C4与地连接；所述V/F转换器U2的3脚通过电阻R12与正电源连接，所述V/F转换器U2的2脚通过电阻R13接地，所述V/F转换器U2的8脚与正电源连接，且V/F转换器U2的4脚与地连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，其特征在于：所述电压输入电路包括射随器U1，所述射随器U1的输出端通过RCπ型滤波器与V/F转换器U2的7脚连接，所述RCπ型滤波器的输入端还通过电阻R9接地，所述射随器U1的负极输入端与输出端之间并接有RC并联电路。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，其特征在于：还包括电阻R7，所述电阻R7分别连接射随器U1的输出端及RCπ型滤波器的输入端。
4.根据权利要求3所述的一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，其特征在于：还包括射随器U1的外围输入电路，所述外围输入电路包括连接在射随器U1正极输入端的电阻R3、电阻R5，及连接在射随器U1负极输入端的电阻R1、电阻R2、电阻R4，所述射随器U1还分别同正电源和负电源连接；所述电阻R2及电阻R5皆接地，所述电阻R1连接正电源。
5.根据权利要求4所述的一种用于将电压信号转换为频率信号的电路，其特征在于：所述正电源为+9V，所述负电源为-9V。
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