频率电压转换器将频率或脉冲转换为成比例的电输出，例如电压或电流。它是发生重复事件的机电测量的重要工具。因此，当我们在整个频率范围内为电压转换器电路提供频率时，它将提供成比例的DC输出。在这里，我们使用KA331 IC构建频率至电压转换器电路。
KA331 IC
KA331是电压至频率转换器，用于制造简单的低成本模数转换器，但也可以用作频率至电压转换器。8引脚DIP IC可以在1Hz至100 KHz的宽带宽范围内工作。它还具有5V至40V的广泛电源电压范围。KA331与流行的LM331等效。LM331也可用于此F-to-V电路。
下面是从数据表中获取的KA331的引脚图和内部电路，
所需材料
- KA331 IC-1个
- .01uF陶瓷电容器-1个
- 470pF陶瓷电容器-1个
- 1uF额定值为16V的电解电容器
- 具有1％稳定性额定MFR的10k电阻器-2个
- 具有1％稳定性额定MFR的100k电阻器-2个
- 具有1％稳定性额定MFR的68k电阻器-1个
- 6.8k电阻器，具有1％的稳定额定值MFR-1个
- 面包板
- 15V电源
- 单股线
- 频率发生器或函数发生器，用于检查整个电路。
原理图，示意图
频率至电压电路的工作
该电路的主要组件是KA331。电路的输入跨接一个470pF电容器C1，该电容器进一步连接到KA331的阈值引脚（引脚6）。电阻器R3和R4构成分压器电路，该电路连接到KA331的比较器PIN 7。电容器C3和电阻器R5是RC定时器，它在引脚5上提供所需的振荡。电阻器R2在引脚2上提供参考电流。为电路提供15v电压，该电压跨接在KA331的引脚8上。
为了计算电路的输出电压，公式为–
Vout = f输入x参考电压x（R L / R S）x（R t x C t）
其中，f输入是频率，R L是负载电阻，R S是电流源电阻，R t和C t是RC振荡器的电阻和电容器。
因此，对于我们的电路，公式将为–
Vout = f输入x参考电压x（R 6 / R 2）x（R 5 x C 3）
根据数据表，KA331的参考电压为1.89V。因此，如果我们在整个电路上提供500 Hz的输入信号以获得输出电压–
Vout = 500 x 1.89 x（100k / 100k）x（6.8kx 0.001uf） Vout = 500 x 1.89 x 1 x（6800k x 10 -8） Vout = 0.064V或64mV
因此，当在电路上施加500 Hz频率时，电路将提供64 mV输出。
在这里，我们在面包板上构造了电路。
频率电压电路测试
要测试电路，请使用以下工具–
- 科学PSD3205台式电源。
- Metravi FG3000函数发生器。
- UNI-T UT33D万用表。
该电路使用1％金属膜电阻器构成，并且不考虑电容器的容差。在测试期间，室温为22摄氏度。
为了测试电路，将台式电源设置为15V输出。
函数发生器提供大约500 Hz的方波输出。
对于那些无法使用函数发生器的用户，可以使用经典的LM555 IC构造定时器电路，或者也可以使用Arduino来构建函数发生器。但是，Android应用程序也可以在通过耳机输出生成信号的地方工作。
万用表跨接在输出两端，量程选择为毫伏。
万用表的输出显示了计算值。当在输入端提供500 Hz方波时，该电路提供64 mV输出。
最后提供了详细的工作视频，其中给出了多个输入，并且输出电压以输入电压的比率变化。
改进措施
该频率至电压转换器电路可以构建在PCB上，以实现更高的精度。电路的关键部分是RC振荡器。RC振荡器需要跨KA331 IC距离很近。在长距离内，铜走线可能会漂移振荡，因为它会增加额外的电阻，并且还会增加杂散电容。还需要正确的接地平面。
应用领域
频率电压转换器用于测量和仪表中，就像转速计使用频率电压转换器来计算电动机的速度一样。各种里程表，速度表也使用此技术。