一种频率电压转换电路制造技术

本申请提供一种频率电压转换电路，包括用于输入频率信号的频率信号输入端和用于输出电压信号的电压信号输出端；频率信号输入端和电压信号输出端之间依次连接有：低通滤波电路，低通滤波电路用于从频率信号中提取有效频率信号，并抑制高频噪声的干扰；同相运放电路，同相运放电路用于增大有效频率信号的功率；单稳态多谐振荡电路，单稳态多谐振荡电路用于将有效频率信号转换为电压信号；反向滤波电路，反向滤波电路用于滤除电压信号中的杂波。本申请能够将200

【技术实现步骤摘要】
一种频率电压转换电路


[0001]本申请涉及频率电压转换
，尤其涉及一种频率电压转换电路。

技术介绍

[0002]在工业机械控制领域，频率检测技术是现代生产发展中重要的测量工作，尤其是精密仪器生产制造行业，对转速频率测量越来越重视，通过频率电压转换电路的使用，可对频率测量对象实现快速化检测，以满足PLC及监控仪表对该模拟量输入信号的需求。频率电压转换时，也就是在频率和电压之间存在一个线性函数关系，某个特定频率信号与一个特定电压信号对应。也就是说，对于一个正弦波，如果它的频率不变，则频率电压变化后，出现的应该是一个恒定的直流电压。输出电压幅度与正弦波的幅度没有关系，仅与其频率有关。
[0003]频率电压转换电路广泛应用于电力、机械设备、医疗设备、工业自控等各个需要频率监测控制等领域的行业，现有的频率电压转换电路因为受外界因素干扰或输入的频率信号不稳定等，存在输出的电压信号不稳定的问题，无法满足对输出电压稳定性具有较高要求的应用场景，公开号为CN207133682U的技术专利公开了一种高速宽频带频率电压转换电路，该电路对于输入信号进行两次上升沿检测，在检测到第一个上升沿之后，控制一个开关由关断状态转为导通状态，在检测到第二个上升沿之后，控制另一个开关由导通状态转为关断状态，两个开关共同导通时，偏置电流源为电容充电，这样两个开关共同导通的时间仅为输入信号的一个周期，电容被充电也仅为输入信号的一个周期，便能够实现电路由频率信号到电压信号的快速转换，并达到低延迟、快速响应的效果，虽然该电路能够有效减小寄生电容效应、由温度变化引起的热噪声影响带来的干扰，但是其相对复杂，而且输出的电压仍然无法满足高稳定性的要求。为此，本申请提出一种新型的频率电压转换电路。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是针对以上问题，提供一种频率电压转换电路。
[0005]本申请提供一种频率电压转换电路，包括用于输入频率信号的频率信号输入端和用于输出电压信号的电压信号输出端；所述频率信号输入端和所述电压信号输出端之间依次连接有：
[0006]低通滤波电路，所述低通滤波电路用于从频率信号中提取有效频率信号，并抑制高频噪声的干扰；所述有效频率信号为频率在有效范围内的频率信号；
[0007]同相运放电路，所述同相运放电路用于增大有效频率信号的功率；
[0008]单稳态多谐振荡电路，所述单稳态多谐振荡电路用于将有效频率信号转换为电压信号；
[0009]反向滤波电路，所述反向滤波电路用于滤除电压信号中的杂波。
[0010]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述低通滤波电路包括第一放大器AR1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；
[0011]所述第一放大器AR1的正相输入端与所述第二电阻R2连接，所述第二电阻R2的另
一端接地；所述第一放大器AR1的反相输入端与所述频率信号输入端相连；所述第一放大器AR1的正相输入端与输出端之间连接有所述第三电阻R3；所述第一放大器AR1的反相输入端与输出端之间连接有并联的所述第二电容C2和所述第四电阻R4；所述第一放大器AR1的正电源电压端连接+15V电压，负电源电压端连接
‑
15V电压。
[0012]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述频率信号输入端与所述第一放大器AR1的反相输入端之间还串联有第一电阻R1和第一电容C1。
[0013]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述同相运放电路包括第二放大器AR2、第三电容C3和第五电阻R5；
[0014]所述第五电阻R5连接在所述第一放大器AR1的输出端与所述第二放大器AR2的正相输入端之间；所述第二放大器AR2的反相输入端与其自身输出端相连；所述第二放大器AR2的输出端与所述第三电容C3连接，所述第三电容C3的另一端接地；所述第二放大器AR2的正电源电压端连接+15V电压，负电源电压端连接
‑
15V电压。
[0015]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述单稳态多谐振荡电路包括第一与非门VU1、第二与非门VU2、第三与非门VU3、第四与非门VU4、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6和第七电阻R7；
[0016]所述第一与非门VU1的第一输入端和第二输入端分别与所述第二放大器AR2的输出端连接；所述第一与非门VU1的输出端与所述第四电容C4连接，所述第四电容C4的另一端与所述第三与非门VU3的第一输入端连接；
[0017]所述第二与非门VU2的第一输入端和第二输入端分别与所述第一与非门VU1的输出端相连；所述第二与非门VU2的输出端与所述第五电容C5连接，所述第五电容C5的另一端与所述第三与非门VU3的第二输入端相连；
[0018]所述第三与非门VU3的第一输入端还与所述第六电阻R6连接，所述第六电阻R6的另一端接地；所述第三与非门VU3的第二输入端还与所述第七电阻R7连接，所述第七电阻R7的另一端接地；所述第六电容C6的一端连接
‑
15V电压，另一端接地；
[0019]所述第四与非门VU4的第一输入端和第二输入端分别与所述第三与非门VU3的输出端连接。
[0020]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述反向滤波电路包括第三放大器AR3、第七电容C7、第八电阻R8和变阻器R9；
[0021]所述第三放大器AR3的正相输入端接地，反相输入端与所述第四与非门VU4的输出端连接，输出端与所述电压信号输出端连接；
[0022]所述第三放大器AR3的反相输入端与所述输出端之间连接有串联的所述第八电阻R8和所述变阻器R9；所述第三放大器AR3的反相输入端与所述输出端之间还连接有所述第七电容C7；所述第三放大器AR3的正电源电压端连接+15V电压，负电源电压端连接
‑
15V电压。
[0023]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述有效范围为200
‑
2000hz。
[0024]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述电压信号输出端所输出的电压信号的输出范围为0
‑
5V。
[0025]与现有技术相比，本申请的有益效果：本申请提供的频率电压转换电路结构简单、制作成本低，其通过设置依次连接的低通滤波电路、同相运放电路、单稳态多谐振荡电路以
及反向滤波电路，能够将200
‑
2000hz的频率信号转换为0
‑
5V的电压信号并输出，输出的电压信号的有效值随输入的频率信号的频率按线性变化，在转换的过程中，能够滤除干扰信号和杂波、抑制高频噪声，使得输出的电压信号具有较高的稳定性，能够满足PLC及监控仪表对模拟量信号的输入需求，从而可以实现对频率的实时监控。
附图说明
[0026]图1为本申请实施例提供的频率电压转换电路的封装结构示意图；
[0027]图2为本申请实施例提供的频率电压转换电路的结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率电压转换电路，其特征在于，包括用于输入频率信号的频率信号输入端和用于输出电压信号的电压信号输出端；所述频率信号输入端和所述电压信号输出端之间依次连接有：低通滤波电路，所述低通滤波电路用于从频率信号中提取有效频率信号，并抑制高频噪声的干扰；所述有效频率信号为频率在有效范围内的频率信号；同相运放电路，所述同相运放电路用于增大有效频率信号的功率；单稳态多谐振荡电路，所述单稳态多谐振荡电路用于将有效频率信号转换为电压信号；反向滤波电路，所述反向滤波电路用于滤除电压信号中的杂波。2.根据权利要求1所述的频率电压转换电路，其特征在于，所述低通滤波电路包括第一放大器AR1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一放大器AR1的正相输入端与所述第二电阻R2连接，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一放大器AR1的反相输入端与所述频率信号输入端相连；所述第一放大器AR1的正相输入端与输出端之间连接有所述第三电阻R3；所述第一放大器AR1的反相输入端与输出端之间连接有并联的所述第二电容C2和所述第四电阻R4；所述第一放大器AR1的正电源电压端连接+15V电压，负电源电压端连接
‑
15V电压。3.根据权利要求2所述的频率电压转换电路，其特征在于，所述频率信号输入端与所述第一放大器AR1的反相输入端之间还串联有第一电阻R1和第一电容C1。4.根据权利要求2所述的频率电压转换电路，其特征在于，所述同相运放电路包括第二放大器AR2、第三电容C3和第五电阻R5；所述第五电阻R5连接在所述第一放大器AR1的输出端与所述第二放大器AR2的正相输入端之间；所述第二放大器AR2的反相输入端与其自身输出端相连；所述第二放大器AR2的输出端与所述第三电容C3连接，所述第三电容C3的另一端接地；所述第二放大器AR2的正电源电压端连接+15V电压，负电源电压端连接
‑
15V电压。5.根据权利要求4所述的频率电压转换电路，其特征在于，所述单稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕关，
申请(专利权)人：廊坊德基机械科技有限公司，
类型：新型
国别省市：