已故模擬專家Bob Pease和JimWilliams都喜歡用VFC(電壓-頻率轉(zhuǎn)換器)電路(參考文獻(xiàn)1~5),。本設(shè)計(jì)是獻(xiàn)給他們的一種低價(jià)而高性能的電路。從一家本地電子商店,，只要花幾美元就能買所有元件,。

電路有高的輸入阻抗，采用單電源工作,，與微控制器直連,。對(duì)于高達(dá)700kHz的頻率，其線性誤差小于0.1%,，動(dòng)態(tài)范圍為60dB,。電路采用了積分器、比較器和單穩(wěn)架構(gòu)(圖1),。輸出頻率與輸入電壓成正比：f=(1/VCCtOS)VIN,，其中，VCC是5V電源,，tOS是單穩(wěn)產(chǎn)生的脈沖周期,，按照下式： tOS=0.7×ROS×COS。電源VCC必須經(jīng)過濾和穩(wěn)壓,。如果電源波幅有變化,，則校正曲線的斜率也會(huì)改變。

由于式中不含積分器中使用的CINT和RINT,，因此對(duì)它們沒有精確性或穩(wěn)定性的要求,。不過，電容CINT和COS必須有低的介質(zhì)吸收率,。

圖1,，三只廉價(jià)IC和少量無源元件,，制成了一個(gè)有良好線性度、速度和動(dòng)態(tài)范圍的VFC

開關(guān)S1和R1,、C1與R2組成的定時(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)起動(dòng)電路。這一步確保了電路能在任何輸入電壓下起振,。接通電源以后,，開關(guān)保持閉合約1s，使CINT完全充電,。當(dāng)開關(guān)打開時(shí),，CINT開始以一個(gè)固定電流充電，這個(gè)電流由輸入電壓幅度所確定,。結(jié)果是,，在積分器的輸出端有一個(gè)上升的斜坡。當(dāng)斜坡達(dá)到2.5V時(shí),，IC2產(chǎn)生一個(gè)脈沖,，因?yàn)?.5V是IC2的1B輸入端施密特觸發(fā)器的閾值電平。由于脈沖幅度大于輸入電壓,，因此通過CINT的電流反向,，CINT部分充電(圖2)。

圖2,，由于脈沖幅度大于輸入電壓,，通過CINT的電流反向，CINT部分充電

當(dāng)脈沖結(jié)束時(shí),，積分器開始另一次爬升的斜坡,，重復(fù)這個(gè)循環(huán)。因?yàn)閮?nèi)置了施密特觸發(fā)器,，電路不需要單獨(dú)的比較器IC,。大多數(shù)應(yīng)用無需任何調(diào)整就可使用。只需要用電位器調(diào)整滿量程頻率,，電位是圖1中ROS的一部分,。

不同頻率區(qū)間下的性能

可以選擇不同的頻率覆蓋區(qū)間(表1)，每個(gè)區(qū)間都有自己的CINT和ROS值,。這些區(qū)間的線性度各不相同,。表中將線性誤差顯示為在2mV~2V范圍內(nèi)，對(duì)于輸入值的11個(gè)等間距值,，滿量程頻率的百分比,。