LMx31系列包括LM131A／LM131，LM231A／LM231，LM331A／LM331等。这类集成芯片的性能价格比较高。LM131 ／2：31 ／331因内部具有新的温度补偿能隙基准电路，所以在整个工作温度范围内和电源电压低到4．0V时，也具有极高的精度，能满足100kHz的U／F转换所需要的高速响应，精密定时电路具有低的偏置电流，高压输出可达40V，可防止Ⅴ＋端的短路，输出可驱动3个TTL负载。这类器件常应用于A／D转换、精密F／U转换、长时间积分、线性频率调制和解调、数字系统、计算机应用系统等方面。
1．性能特）点
①最大线性度：0．01％。
②双电源或单电源工作（单电源可以在5Y以下工作）。
③脉冲输出与所有逻辑形式兼容。
④最佳温度稳定性：最大值为±50×10ˉ＇z℃。
⑤小功耗：5V以下典型值为15mW。
⑥宽的动态范围：10kHz满量程频率下最小值为100dB。
⑦满量程频率范围：1Hz～100kHz。
2，内部结构与基本接法
如图⒋3－8所示为LM131／231／331内部结构和基本接法，如图⒋3－9所示为其简化图。
在图⒋3－8和图4 －3 －9中，每当单稳态定时器触发产生一宽度为r，的等宽度脉冲时，S接通，电容C，充电。莎Q结束后，S断开，C．经fi，放电，到放电电压等于［／，时，再次触发单稳态触发器，这样反复循环，构成了自激振荡器。图中，／，是恒定的，c，的充电电流随叱的增加而减小。
若在某一段时间内，计算其充电电荷平均值O，则
式中，t0＝1．lRtCt，Rt，Ct为单稳态定时器的外接电阻和电容，典型工作状态为Rt＝6．8kΩ，
图LN131／231／333内部结构和基本接法
图LNl131／231／331内部结构和基本接法的简化图
，由内部基准电压源供给的1．90V参考电压和外接电阻／i，决定，
，通常调节RS的值，可调节转换增益。
3．U／F变换模式
如图所示为LMx31组成的U／F变换模式的基本电路。
在图中，电阻Rs由Rs1＝12kΩ和Rs2〓5kΩ电位器组成。Rs的作用是调节增益偏差和由RL，Rt，Ct引起的偏差，以及校正输出频率。7脚上增加的R1，C1，其作用是提高精度。当元件取图示中的参数值时，如R1＝100kΩ，C1＝0．1uF等，可将0～10V输人电压信号变成10Hz～10kHz的输出频率信号。此电路的缺点是因1脚的输出阻抗使输出电流i随输人电压Ui变化而影响了其精度。
图LMx3l组成的U／F转换基本电路
为了改进上图电路的缺点，提高精度，可采用下图所示的电路。图下所示为LMx31组成的高精度U／F变换模式的变换电路。图下的电路与图上的电路的区别是增加了积分器（由A及其周围元件组成），因为是反相积分器，所以必须输人负极性的电压。积分器可选用集成运放LM308，CA3140，LF351B，LF356，uA741等，此电路中选用LM308。当LM308的输出电压超过LMx31的6脚的阈值电压（即Ux）时，开始定时周期。输入运放A的2脚的平均电流i正好等于Ui／Ri等。在此电路中，LMx31输入比较器的失调电压不影响U／F转换器的偏差和精度。此电路可采用双电源供电，也可采用单电源供电，有电源短路保护措施。此电路的优点是：对小信号有极好的精度，具有对输人信号任何变化的快速响应能力，其输出频率能精确．反映输入信号,快到两个输出脉冲的间隔也可进行测量，输出信号的线性度好，温度稳定性好，功耗低，通用性好，成本低等。
图LMx31组成的高精度U／F变换电路
4．F／U变换模式
如图所示为LMx31组成的F／U变换模式的基本电路。
如图所示为LMx31组成的F／U变换模式的精密电路。
在图中，求输出电压的公式为
在图中，求输出电压的公式为
输入脉冲频率f i经RC网络接到电压比较器阈值端上，脉冲的下降沿使输人比较器触发定时电路。1脚流出的平均电流I＝i（1.I1R2Ct）f i，将此电流经RC滤波即可得到与f i频率成正比的直流电压。在图中，如当取fi，＝100kΩ，CL＝1KFz时，对电流进行滤波的纹峰值小于5mV。在图中，因为集成运放的缓冲作用，实现了双极点的滤波功能，对于高于1kHz的输人信号，纹峰值小于5mV，其响应时间比图快得多，其缺点是：对于低于200Hz的输人信号，电路的纹峰值比图更差。所以，在使用时，为了满足响应时间和足够小的纹峰值，需进行调整。
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