2 vienkāršas sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdes

Sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēde pārveido proporcionāli mainīgu ieejas spriegumu proporcionāli mainīgu izejas frekvenci.

Pirmajā dizainā tiek izmantota IC VFC32, kas ir uzlabota sprieguma un frekvences pārveidotāja ierīce no BURR-BROWN, kas īpaši izstrādāta, lai radītu ārkārtīgi proporcionālu frekvences reakciju uz ievadīto ieejas spriegumu noteiktā sprieguma līdz frekvences pārveidotāja ķēdes lietojumam.

Kā ierīce darbojas

Ja ieejas spriegums mainās, izejas frekvence to ievēro un proporcionāli mainās ar lielu precizitātes pakāpi.

IC izeja ir atvērta kolektora tranzistora formā, kurai vienkārši nepieciešams ārējs pievilkšanas rezistors, kas savienots ar 5V avotu, lai izeja būtu saderīga ar visām standarta CMOS, TTL un MCU ierīcēm.

Varētu sagaidīt, ka šīs IC izeja ir ļoti imūna pret troksni un ar lielisku linearitāti.

Izvades pārveidošanas pilna mēroga diapazons tiek noteikts, iekļaujot ārējo rezistoru un kondensatoru, kurus var izmērīt, lai iegūtu pietiekami plašu reakcijas diapazonu.

VFC32 galvenās iezīmes

Ierīce VFC32 ir aprīkota arī ar pretējas darbības iezīmi, tas ir, to var konfigurēt tā, lai tā darbotos tāpat kā frekvences-sprieguma pārveidotājs, ar līdzīgu precizitāti un efektivitāti. Mēs to detalizēti apspriedīsim mūsu nākamajā rakstā.

IC var iegādāties dažādos iepakojumos, kas var būt piemēroti jūsu pieteikuma vajadzībām.

Pirmajā attēlā attēlota standarta sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdes konfigurācija, kur R1 tiek izmantots, lai iestatītu ieejas sprieguma noteikšanas diapazonu.

Pilna mēroga noteikšanas iespējošana

40k pretestību var izvēlēties, lai iegūtu 0 līdz 10 V pilna mēroga ieejas noteikšanu, citus diapazonus var sasniegt, vienkārši atrisinot šādu formulu:

R1 = Vfs / 0,25 mA

Vēlams, lai R1 būtu MFR tips, lai nodrošinātu uzlabotu stabilitāti. Pielāgojot R1 vērtību, var samazināt pieejamo ieejas sprieguma diapazonu.

Lai sasniegtu regulējamu izvadi, tiek ieviests FSD diapazons C1, kura vērtību var atbilstoši izvēlēties jebkura vēlamā izejas frekvences pārveidošanas diapazona piešķiršanai, šeit attēlā tas ir izvēlēts, lai piešķirtu skalu no 0 līdz 10 kHz ieejas diapazonam no 0 līdz 10 V.

Tomēr jāatzīmē, ka C1 kvalitāte var tieši ietekmēt vai ietekmēt izejas linearitāti vai precizitāti, tāpēc ieteicams izmantot augstas kvalitātes kondensatoru. Tantals, iespējams, kļūst par labu kandidātu šāda veida lietojumu jomā.

Augstākiem diapazoniem, kas ir 200 kHz un augstāki, C1 var izvēlēties lielāku kondensatoru, savukārt R1 var būt fiksēts pie 20 k.

Saistītais kondensators C2 ne vienmēr ietekmē C1 darbību, tomēr C2 vērtība nedrīkst pārsniegt noteiktu robežu. C2 vērtību, kas parādīta zemāk redzamajā attēlā, nevajadzētu pazemināt, lai gan tās vērtības palielināšana virs tā varētu būt OK

Frekvences izvade

IC frekvences pinout ir iekšēji konfigurēts kā atvērts kolektora tranzistors, kas nozīmē, ka ar šo tapu savienotajā izejas posmā būs tikai pazeminoša sprieguma / strāvas (loģiski zema) reakcija uz ierosināto spriegumu uz frekvences pārveidošanu.

Lai iegūtu mainīgu loģisko reakciju, nevis tikai “grimstošās strāvas” (zemas loģikas) atbildes no šīs kontaktligzdas, mums jāpievieno ārējais pievilkšanas rezistors ar 5 V barošanu, kā norādīts otrajā diagrammā iepriekš.

Tas nodrošina pārmaiņus mainīgu loģisku augstu / zemu reakciju šajā pieslēgtajā savienotās ārējās ķēdes pakāpē.

Iespējamās lietojumprogrammas

Izskaidroto sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdi var izmantot daudzām lietotājam specifiskām lietojumprogrammām, un to var pielāgot jebkurai attiecīgai prasībai. Viens šāds pielietojums varētu būt digitālā jaudas skaitītāja izgatavošana elektroenerģijas patēriņa reģistrēšanai noteiktā slodzē.

Ideja ir savienot strāvas sensoru pretestību virknē ar attiecīgo slodzi un pēc tam integrēt attīstošās strāvas uzkrāšanos šajā rezistorā ar iepriekš paskaidroto sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdi.

Tā kā strāvas uzkrāšanās visā sensora rezistorā būtu proporcionāla slodzes patēriņam, izskaidrotā ķēde šos datus precīzi un proporcionāli pārveidotu par frekvenci.

Frekvences pārveidošanu varētu vēl vairāk integrēt ar IC 4033 frekvences skaitītāja ķēdi, lai iegūtu ciparu kalibrētu slodzes patēriņa nolasījumu, un to varētu saglabāt nākotnes novērtēšanai.

Pieklājība: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/vfc32.pdf

2) Izmantojot IC 4151

Nākamā augstas veiktspējas frekvences pārveidotāja ķēde ir veidota ap dažiem komponentiem un uz IC balstītu komutācijas ķēdi. Izmantojot shēmā norādītās daļas vērtības, konversijas attiecība tiek sasniegta ar lineāru atbildi aptuveni. 1%. Ja tiek izmantots ieejas spriegums no 0 V-10 V, tas tiek pārveidots proporcionālā lielumā no 0 līdz 10 kHz kvadrātveida viļņu izejas spriegumam.

Caur potenciometru P1 ķēdi varēja pielāgot, lai nodrošinātu, ka ieejas spriegums 0 V rada izejas frekvenci 0 Hz. Komponenti, kas atbildīgi par frekvences diapazona fiksēšanu, ir rezistori R2, R3, R5, P1 kopā ar kondensatoru C2.

Izmantojot zemāk parādītās formulas, sprieguma un frekvences pārveidošanas attiecību var pārveidot, lai ķēde darbotos ārkārtīgi labi vairākos unikālos pielietojumos.

Nosakot T = 1.1.R3.C2 reizinājumu, jums jāpārliecinās, ka tas vienmēr ir mazāks par pusi no minimālā izejas perioda, tas nozīmē, ka pozitīvajam izejas impulsam vienmēr jābūt minimālam, kamēr negatīvais impulss.

f0 / Win = [0,486. (R5 + P1) / R2. R3. C2]. [kHz / V]

T = 1,1. R3. C2