一种非线性频压转换电压输出系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种非线性频压转换电压输出系统，适用于转速信号转换成频率信号后，需要通过电路设计满足非线性频/压转换电压输出的系统。其包括信号转换电路、F/V转换电路、基准电压电路以及加减法电路。通过调整不同的平移电压信号Vpy和电压偏移量信号Vb值，得到不同的非线性频/压转换电压输出，满足不同领域的需要。在保证产品转换精度的前提下，用最少的器件实现，不仅提高了产品的任务可靠性，而且降低了产品的生产成本，适用于需要小型化设计的产品。
【专利说明】一种非线性频压转换电压输出系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子应用【技术领域】，具体地是涉及一种非线性频压转换电压输出系统。
【背景技术】
[0002]目前市场上频/压转换电压输出均为线性输出，即电压输出在OHz?fIHz范围内随频率线性变化；但在实际工程应用中需要分段电压输出，特别是在航空航天领域，应用更为广泛。其要求电压输出在频率为OHz?fOHz为固定值Vb，在频率为fOHz?flHz为随频率线性变化。
[0003]如某型飞机需要将转速为2500r/min?55000r/min (对应的频率为83Hz?1833Hz)的信号经电路转换后输出在0.5V DC到5V DC，线性变化，且要求当转速小于2500r/min(对应的频率为83Hz)时，输出0.5V DC恒定电压。
[0004]其输出转换电压具有明显的非线性特性，实质为分段函数。由于市场上的频/压转换电路的输入输出关系为线性，要实现该功能，若通过模拟电路实现需要额外增加比较器、模拟开关、基准源、加减法器等多种器件，不利于系统的小型化和高可靠性，同时增加了生产成本。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在提供一种电路小型化的非线性频压转换电压输出系统。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0007]—种非线性频压转换电压输出系统，包括信号转换电路、F/V转换电路、基准电压电路以及加减法电路，其中所述信号转换电路将接收到的频率信号转换调理成同频率的方波信号，并将所述方波信号输出至所述F/V转换电路。
[0008]所述F/V转换电路对所述方波信号进行频率与电压的转换，得到转换电压信号Vt,并将所述转换电压信号Vt输出至所述加减法电路。
[0009]所述基准电压电路，产生电压偏移量信号Vb和平移电压信号Vpy，并将其输出至所述加减法电路。
[0010]所述加减法电路，将所述转换电压信号Vt先与所述平移电压信号Vpy作减法运算，然后将运算结果与所述电压偏移量信号Vb作加法运算，得到最终的输出电压信号Vout0
[0011]其中所述基准电压电路中包括分压电位器RP2、分压电位器RP3、电阻R19、电阻R12，所述分压电位器RP2的第一端、所述分压电位器RP2的第二端、所述分压电位器RP3的第一端、所述分压电位器RP3的第二端分别与+5V直流电源相连；所述分压电位器RP2的第三端与所述电阻R12的第一端连接并输出所述平移电压信号Vpy至所述加减法电路，所述分压电位器RP3的第三端与所述电阻R19的第一端连接并输出所述电压偏移量信号Vb至所述加减法电路；所述电阻R12第二端和所述电阻R19的第二端接地。
[0012]所述加减法电路包括电阻R1、电阻R4、电阻R9、电阻R10、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、磁珠FB1、运算放大器U1A、运算放大器UlB ;所述电阻Rl的第一端与所述F/V转换电路连接，所述电阻Rl的第二端与所述运算放大器UlA的第3脚、所述电阻R4的第一端相连；所述电阻R9的第一端与所述分压电位器RP2的第三端连接，所述电阻R9的第二端与所述运算放大器UlA的第2脚、所述电阻RlO的第一端相连；所述电阻R18的第一端与所述分压电位器RP3的第三端连接，所述电阻R18的第二端与所述运算放大器UlB的第3脚、所述电阻R17的第二端、所述电阻R20的第二端连接；所述运算放大器UlB的第2脚与所述电阻R21的第二端、所述电阻R22的第二端、所述电阻R23的第一端相连；所述运算放大器UlA的第I脚与所述电阻RlO的第二端、所述电阻R17的第一端连接；所述运算放大器UlB的第I脚与所述电阻R23的第二端连接；所述运算放大器UlB的第I脚输出第一电压信号Vout+,所述磁珠FBl的第二端输出第二电压信号Vout-,从而输出最终的输出电压信号Vout。
[0013]所述运算放大器UlA的第8脚、所述运算放大器UlB的第8脚均与+15V直流电源相连；所述电阻R4的第二端、所述电阻R20的第一端、所述电阻R21的第一端、所述电阻R22的第一端、所述运算放大器UlA的第4脚、所述运算放大器UlB的第4脚、所述磁珠FBl的第一端均接地。
[0014]进一步地所述信号转换电路中，滤波电阻R13的第一端输入频率信号，所述滤波电阻R13的第二端与滤波电容C5的第一端、限幅二极管Dl的负端以及电阻R14的第一端连接。
[0015]比较器U3的第3脚与所述电阻R14的第二端、反馈电阻R8的第一端连接；所述比较器U3的第2脚与电阻R15的第二端连接；所述比较器U3的第I脚与隔直电容C3的第一端、所述反馈电阻R8的第二端、上拉电阻Rll的第一端连接；所述比较器U3的第8脚与+5V直流电源、上所述拉电阻Rll的第二端连接；所述隔直电容C3的第二端输出与所述输入频率信号的频率相同的方波信号。
[0016]滤波电容C5的第二端与限幅二极管Dl的正端、电阻R15的第一端、输入正弦信号的负端、比较器U3的第4脚均接地。
[0017]进一步地所述F/V转换电路中频率/电压集成转换器U2的第9脚与所述隔直电容C3的第二端、电阻R16的第一端相连。
[0018]所述频率/电压集成转换器U2的第12脚与滤波电容C2的第二端、+15V直流电源、电阻R6的第一端相连；所述电阻R6的第二端、电阻R2的第一端、电阻R5的第一端相连。
[0019]所述频率/电压集成转换器U2的第14脚与所述电阻R2的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第13脚与所述电阻R5的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第3脚与电容Cl的第二端、电阻R7的第一端相连。
[0020]所述频率/电压集成转换器U2的第5脚与-15V直流电源、滤波电容C4的第一端相连；所述频率/电压集成转换器U2的第6脚与滤波电容C6的第一端相连。
[0021]所述频率/电压集成转换器U2的第I脚与所述电容Cl的第一端、电位器RPl的第一端、电阻R3的第一端、所述电阻Rl的第一端相连输出转换后的电压。
[0022]所述电阻R16的第二端、所述频率/电压集成转换器U2的第10脚、所述频率/电压集成转换器U2的第11脚、所述滤波电容C2的第一端、所述频率/电压集成转换器U2的第2脚、所述滤波电容C4的第二端、电阻R7的第二端、所述电位器RPl的第二端、所述电位器RPl的第三端、所述电阻R3的第二端、所述滤波电容C6第二端均接地。
[0023]进一步地所述频率/电压集成转换器U2为AD650频率/电压集成转换器。
[0024]进一步地所述频率/电压集成转换器U2为LM2917频率/电压集成转换器。
[0025]进一步地所述比较器U3为LM193JG电压比较器。
[0026]进一步地所述比较器U3为FX193电压比较器。
[0027]采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果:
[0028]本实用新型所述的非线性频压转换电压输出系统，通过调整不同的平移电压信号Vpy和电压偏移量信号Vb值，得到不同的非线性频/压转换电压输出，满足不同领域的需要。在保证产品转换精度的前提下，用最少的器件实现，不仅提高了产品的任务可靠性，而且降低了产品的生产成本，适用于需要小型化设计的产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型所述的非线性频压转换电压输出系统的原理图；
[0030]图2为本实用新型所述的非线性频压转换电压输出系统的电路图；
[0031]图3为输出电压的叠加实现原理图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0033]如图1至图3所示，为符合本实用新型的一种非线性频压转换电压输出系统，包括信号转换电路、F/V转换电路、基准电压电路以及加减法电路，其中所述信号转换电路将接收到的频率信号转换调理成同频率的方波信号，并将所述方波信号输出至所述F/V转换电路，其中方波信号的频率范围为OHz?flHz。
[0034]所述F/V转换电路对所述方波信号进行频率与电压的转换，得到转换电压信号Vt,并将所述转换电压信号Vt输出至所述加减法电路。
[0035]所述基准电压电路，产生电压偏移量信号Vb和平移电压信号Vpy，并将其输出至所述加减法电路。Vpy值为:需要的频率拐点值f0对应的转换电压信号Vt值；Vb值为:最终的输出电压信号Vout在频率为OHz?fOHz时的固定值。
[0036]所述加减法电路，将所述转换电压信号Vt先与所述平移电压信号Vpy作减法运算，然后将运算结果与所述电压偏移量信号Vb作加法运算，得到最终的输出电压信号Vout并将所述输出电压信号Vout输出给后续的采集系统。
[0037]其中所述基准电压电路中包括分压电位器RP2、分压电位器RP3、电阻R19、电阻R12，所述分压电位器RP2的第一端、所述分压电位器RP2的第二端、所述分压电位器RP3的第一端、所述分压电位器RP3的第二端分别与+5V直流电源相连；所述分压电位器RP2的第三端与所述电阻R12的第一端连接并输出所述平移电压信号Vpy至所述加减法电路，所述分压电位器RP3的第三端与所述电阻R19的第一端连接并输出所述电压偏移量信号Vb至所述加减法电路；所述电阻R12第二端和所述电阻R19的第二端接地。
[0038]所述加减法电路包括电阻R1、电阻R4、电阻R9、电阻R10、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、磁珠FB1、运算放大器U1A、运算放大器UlB ;所述电阻Rl的第一端与所述F/V转换电路连接，所述电阻Rl的第二端与所述运算放大器UlA的第3脚、所述电阻R4的第一端相连；所述电阻R9的第一端与所述分压电位器RP2的第三端连接，所述电阻R9的第二端与所述运算放大器UlA的第2脚、所述电阻RlO的第一端相连；所述电阻R18的第一端与所述分压电位器RP3的第三端连接，所述电阻R18的第二端与所述运算放大器UlB的第3脚、所述电阻R17的第二端、所述电阻R20的第二端连接；所述运算放大器UlB的第2脚与所述电阻R21的第二端、所述电阻R22的第二端、所述电阻R23的第一端相连；所述运算放大器UlA的第I脚与所述电阻RlO的第二端、所述电阻R17的第一端连接；所述运算放大器UlB的第I脚与所述电阻R23的第二端连接；所述运算放大器UlB的第I脚输出第一电压信号Vout+,所述磁珠FBl的第二端输出第二电压信号Vout-,从而输出最终的输出电压信号Vout。
[0039]所述运算放大器UlA的第8脚、所述运算放大器UlB的第8脚均与+15V直流电源相连；所述电阻R4的第二端、所述电阻R20的第一端、所述电阻R21的第一端、所述电阻R22的第一端、所述运算放大器UlA的第4脚、所述运算放大器UlB的第4脚、所述磁珠FBl的第一端均接地。
[0040]所述信号转换电路中，滤波电阻R13的第一端输入频率信号，所述滤波电阻R13的第二端与滤波电容C5的第一端、限幅二极管Dl的负端以及电阻R14的第一端连接。
[0041]比较器U3的第3脚与所述电阻R14的第二端、反馈电阻R8的第一端连接；所述比较器U3的第2脚与电阻R15的第二端连接；所述比较器U3的第I脚与隔直电容C3的第一端、所述反馈电阻R8的第二端、上拉电阻Rll的第一端连接；所述比较器U3的第8脚与+5V直流电源、上所述拉电阻Rll的第二端连接；所述隔直电容C3的第二端输出与所述输入频率信号的频率相同的方波信号。
[0042]滤波电容C5的第二端与限幅二极管Dl的正端、电阻R15的第一端、输入正弦信号的负端、比较器U3的第4脚均接地。
[0043]所述F/V转换电路中频率/电压集成转换器U2的第9脚与所述隔直电容C3的第二端、电阻R16的第一端相连。
[0044]所述频率/电压集成转换器U2的第12脚与滤波电容C2的第二端、+15V直流电源、电阻R6的第一端相连；所述电阻R6的第二端、电阻R2的第一端、电阻R5的第一端相连。
[0045]所述频率/电压集成转换器U2的第14脚与所述电阻R2的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第13脚与所述电阻R5的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第3脚与电容Cl的第二端、电阻R7的第一端相连。
[0046]所述频率/电压集成转换器U2的第5脚与-15V直流电源、滤波电容C4的第一端相连；所述频率/电压集成转换器U2的第6脚与滤波电容C6的第一端相连。
[0047]所述频率/电压集成转换器U2的第I脚与所述电容Cl的第一端、电位器RPl的第一端、电阻R3的第一端、所述电阻Rl的第一端相连输出转换后的电压。
[0048]所述电阻R16的第二端、所述频率/电压集成转换器U2的第10脚、所述频率/电压集成转换器U2的第11脚、所述滤波电容C2的第一端、所述频率/电压集成转换器U2的第2脚、所述滤波电容C4的第二端、电阻R7的第二端、所述电位器RPl的第二端、所述电位器RPl的第三端、所述电阻R3的第二端、所述滤波电容C6第二端均接地。
[0049]优选地所述频率/电压集成转换器U2为AD650频率/电压集成转换器或LM2917频率/电压集成转换器，所述比较器U3为LM193JG电压比较器或FX193电压比较器。其中各个器件的型号和数值选用均为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不再赘述。
[0050]本实施例所述的非线性频压转换电压输出系统，通过调整不同的平移电压信号Vpy和电压偏移量信号Vb值，得到不同的非线性频/压转换电压输出，满足不同领域的需要。在保证产品转换精度的前提下，用最少的器件实现，不仅提高了产品的任务可靠性，而且降低了产品的生产成本，适用于需要小型化设计的产品。
[0051]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的任何等同变化，均应仍处于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种非线性频压转换电压输出系统，其特征在于，包括信号转换电路、F/ν转换电路、基准电压电路以及加减法电路，其中所述信号转换电路将接收到的频率信号转换调理成同频率的方波信号，并将所述方波信号输出至所述F/V转换电路； 所述F/V转换电路对所述方波信号进行频率与电压的转换，得到转换电压信号Vt，并将所述转换电压信号Vt输出至所述加减法电路； 所述基准电压电路，产生电压偏移量信号Vb和平移电压信号Vpy，并将其输出至所述加减法电路； 所述加减法电路，将所述转换电压信号Vt先与所述平移电压信号Vpy作减法运算，然后将运算结果与所述电压偏移量信号Vb作加法运算，得到最终的输出电压信号Vout ；其中所述基准电压电路中包括分压电位器RP2、分压电位器RP3、电阻R19、电阻R12，所述分压电位器RP2的第一端、所述分压电位器RP2的第二端、所述分压电位器RP3的第一端、所述分压电位器RP3的第二端分别与+5V直流电源相连；所述分压电位器RP2的第三端与所述电阻R12的第一端连接并输出所述平移电压信号Vpy至所述加减法电路，所述分压电位器RP3的第三端与所述电阻R19的第一端连接并输出所述电压偏移量信号Vb至所述加减法电路；所述电阻R12第二端和所述电阻R19的第二端接地； 所述加减法电路包括电阻R1、电阻R4、电阻R9、电阻R10、电阻R17、电阻R18、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、磁珠FB1、运算放大器U1A、运算放大器UlB ;所述电阻Rl的第一端与所述F/V转换电路连接，所述电阻Rl的第二端与所述运算放大器UlA的第3脚、所述电阻R4的第一端相连；所述电阻R9的第一端与所述分压电位器RP2的第三端连接，所述电阻R9的第二端与所述运算放大器UlA的第2脚、所述电阻RlO的第一端相连；所述电阻R18的第一端与所述分压电位器RP3的第三端连接，所述电阻R18的第二端与所述运算放大器UlB的第3脚、所述电阻R17的第二端、所述电阻R20的第二端连接；所述运算放大器UlB的第2脚与所述电阻R21的第二端、所述电阻R22的第二端、所述电阻R23的第一端相连；所述运算放大器UlA的第I脚与所述电阻RlO的第二端、所述电阻R17的第一端连接；所述运算放大器UlB的第I脚与所述电阻R23的第二端连接；所述运算放大器UlB的第I脚输出第一电压信号Vout+,所述磁珠FBl的第二端输出第二电压信号Vout-,从而输出最终的输出电压信号Vout ； 所述运算放大器UlA的第8脚、所述运算放大器UlB的第8脚均与+15V直流电源相连；所述电阻R4的第二端、所述电阻R20的第一端、所述电阻R21的第一端、所述电阻R22的第一端、所述运算放大器UlA的第4脚、所述运算放大器UlB的第4脚、所述磁珠FBl的第一端均接地。
2.如权利要求1所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述信号转换电路中，滤波电阻R13的第一端输入频率信号，所述滤波电阻R13的第二端与滤波电容C5的第一端、限幅二极管Dl的负端以及电阻R14的第一端连接； 比较器U3的第3脚与所述电阻R14的第二端、反馈电阻R8的第一端连接；所述比较器U3的第2脚与电阻R15的第二端连接；所述比较器U3的第I脚与隔直电容C3的第一端、所述反馈电阻R8的第二端、上拉电阻Rll的第一端连接；所述比较器U3的第8脚与+5V直流电源、上所述拉电阻Rll的第二端连接；所述隔直电容C3的第二端输出与所述输入频率信号的频率相同的方波信号； 滤波电容C5的第二端与限幅二极管Dl的正端、电阻R15的第一端、输入正弦信号的负端、比较器U3的第4脚均接地。
3.如权利要求2所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述F/V转换电路中频率/电压集成转换器U2的第9脚与所述隔直电容C3的第二端、电阻R16的第一端相连； 所述频率/电压集成转换器U2的第12脚与滤波电容C2的第二端、+15V直流电源、电阻R6的第一端相连；所述电阻R6的第二端、电阻R2的第一端、电阻R5的第一端相连； 所述频率/电压集成转换器U2的第14脚与所述电阻R2的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第13脚与所述电阻R5的第二端与相连；所述频率/电压集成转换器U2的第3脚与电容Cl的第二端、电阻R7的第一端相连； 所述频率/电压集成转换器U2的第5脚与-15V直流电源、滤波电容C4的第一端相连；所述频率/电压集成转换器U2的第6脚与滤波电容C6的第一端相连； 所述频率/电压集成转换器U2的第I脚与所述电容Cl的第一端、电位器RPl的第一端、电阻R3的第一端、所述电阻Rl的第一端相连输出转换后的电压； 所述电阻R16的第二端、所述频率/电压集成转换器U2的第10脚、所述频率/电压集成转换器U2的第11脚、所述滤波电容C2的第一端、所述频率/电压集成转换器U2的第2脚、所述滤波电容C4的第二端、电阻R7的第二端、所述电位器RPl的第二端、所述电位器RPl的第三端、所述电阻R3的第二端、所述滤波电容C6第二端均接地。
4.如权利要求1-3任一所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述频率/电压集成转换器U2为AD650频率/电压集成转换器。
5.如权利要求1-3任一所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述频率/电压集成转换器U2为LM2917频率/电压集成转换器。
6.如权利要求2或3所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述比较器U3为LM193JG电压比较器。
7.如权利要求2或3所述的非线性频压转换电压输出系统，其特征在于:所述比较器U3为FX193电压比较器。
【文档编号】H03K19/00GK204046566SQ201420508580
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】刘光明 申请人:苏州长风航空电子有限公司