Kā norāda nosaukums, frekvences pārveidošana sprieguma pārveidotājiem ir ierīces, kas pārveido dažādas frekvences ievadi attiecīgi mainīgā izejas sprieguma līmenī.
Šeit mēs pētām trīs vienkāršus, bet vēl modernākus dizainus, izmantojot IC 4151, IC VFC32 un IC LM2907.
1) Izmantojot IC 4151
Šai frekvences pārveidotāja ķēdei, izmantojot IC 4151, raksturīga ļoti lineāra konversijas attiecība. Ar norādītajām daļu vērtībām ķēdes konversijas koeficients var būt aptuveni 1 V / kHz.
Ja ieejā, kuras frekvence ir 0 Hz, tiek izmantots līdzstrāvas spriegums, izeja rada atbilstošu spriegumu 0 V. Konversijas koeficientu izejā nekad neietekmē ieejas kvadrātveida ave frekvences darba cikls.
Bet, ja ieejā tiek pielietota sinusa viļņu frekvence, šajā situācijā pirms ievadīšanas IC 4151 ieejā signāls jāpārnes caur Schmitt trigeri.
Ja jūs interesē atšķirīgs konversijas koeficients, varat to aprēķināt, izmantojot šādu formulu:
V (izeja) / f (iekšā) = R3 x R7 x C2 / 0,486 (R4 + P1) x [V / Hz]
T1 = 1,1 x R3 x C2
Ķēdi var pat savienot ar sprieguma un frekvences pārveidotāja izeju un izmantot kā veidu, kā nosūtīt līdzstrāvas signālus pa paplašinātu kabeļa savienojumu, neizraisot kabeļa pretestības signālu.
2) Izmantojot VFC32 konfigurāciju
Iepriekšējais ieraksts izskaidroja vienkāršu vienu mikroshēmu sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēde izmantojot IC VFC32, šeit mēs uzzinām, kā to pašu IC varētu izmantot, lai sasniegtu pretējas frekvences sprieguma pārveidotāja ķēdes lietojumam.
Zemāk redzamajā attēlā ir parādīta cita standarta VFC32 konfigurācija, kas ļauj tai darboties kā frekvences pārveidotāja ķēdei.
Ievades posms, ko veido C3, R6 un R7 kapacitatīvais tīkls, padara salīdzināmo ieeju saderīgu ar visiem 5 V loģiskajiem aktivizētājiem. Salīdzinātājs savukārt pārslēdz saistīto viena kadra pakāpi uz katras padotās frekvences ieejas impulsu krītošās malas.
Ķēdes shēma
Detektora salīdzinātājam iestatītā sliekšņa atskaites ieeja ir aptuveni –0,7V. Gadījumā, ja frekvences ieejas var būt zemākas par 5 V, potenciālā dalītāja tīklu R6 / R7 var atbilstoši pielāgot, lai mainītu atskaites līmeni un lai opamp varētu pareizi noteikt zemā līmeņa frekvences ieejas.
Kā parādīts grafiks iepriekšējā rakstā , C1 vērtību var izvēlēties atkarībā no frekvences ieejas trigeru pilna skalas diapazona.
C2 kļūst atbildīgs par izejas sprieguma viļņu filtrēšanu un izlīdzināšanu, lielākas C2 vērtības palīdz labāk kontrolēt sprieguma viļņus visā ģenerētajā izvadā, bet reakcija uz ātri mainīgajām ieejas frekvencēm ir lēna, turpretī mazākas C2 vērtības izraisa sliktu filtrēšanu, bet piedāvā ātra reakcija un regulēšana ar ātri mainīgajām ieejas frekvencēm.
R1 vērtību varētu pielāgot, lai sasniegtu pielāgotu pilna mēroga novirzes izejas sprieguma diapazonu, atsaucoties uz norādīto pilnas skalas ieejas frekvences diapazonu.
Kā darbojas frekvences pārveidotāja ķēde
Piedāvātās frekvences pārveidotāja ķēdes pamatdarbība balstās uz maksas un līdzsvara teoriju. Tiek aprēķināts, ka ieejas signāla frekvence atbilst izteiksmei V) (in) / R1, un šo vērtību apstrādā attiecīgais IC opamp, integrējot to ar C2 palīdzību. Šīs integrācijas rezultātā samazinās rampas integrācijas izejas spriegums.
Kamēr notiek iepriekš minētais, tiek aktivizēts nākamais viena šāviena posms, savienojot 1 mA atskaites strāvu ar integratora ieeju vienas šāviena darbības laikā.
Tas savukārt pārvērš izejas rampas reakciju un liek tai kāpt uz augšu, tas turpinās, kamēr viena kadra funkcija ir IESLĒGTA, un, tiklīdz tā periods beidzas, rampa atkal ir spiesta mainīt virzienu un liek atgriezties lejupejošā virzienā modeli.
Frekvences aprēķināšana
Iepriekš minētais svārstīgās reakcijas process nodrošina noturīgu lādiņa (vidējās strāvas) līdzsvaru starp ieejas signāla strāvu un atsauces strāvu, kas tiek atrisināts ar šādu vienādojumu:
I (in) = IR (ave)
V (in) / R1 = fo tos
(1ma)
Kur fo ir izejas frekvence, ir viena šāviena periods = 7500 C1 (Frarads)
R1 un C1 vērtības ir atbilstoši izvēlētas, lai sasniegtu 25% darba ciklu pilna mēroga izejas frekvenču diapazonā. FSD, kas var pārsniegt 200 kHz, ieteicamās vērtības radītu aptuveni 50% darba ciklu.
Lietošanas padomi:
Labākā iespējamā iepriekš aprakstītā lietojuma zona frekvences pārveidotājs ķēdē ir vieta, kur prasība prasa frekvences datu pārveidošanu sprieguma datos.
Piemēram, šo shēmu var izmantot tahometri un motoru ātrumu mērīšanai sprieguma diapazonos.
Tādējādi šo ķēdi var izmantot vienkāršošanai spidometri 2 riteņiem, ieskaitot velosipēdus utt.
Apspriesto IC var izmantot arī vienkāršu, lētu, tomēr precīzu frekvenču mērītāju sasniegšanai mājās, izmantojot voltmetrus izejas pārveidošanas nolasīšanai.
3) Izmantojot IC LM2917
Šī ir vēl viena lieliska IC sērija, kuru var izmantot daudziem dažādiem ķēdes pielietojumiem. Būtībā tas ir frekvences pārveidotājs (tahometrs) IC ar daudzām interesantām funkcijām. Uzzināsim vairāk.
Galvenās elektriskās specifikācijas
IC LM2907 un LM2917 galvenās iezīmes ir pasvītrotas šādi:
- Ieejas tahometra tapu, uz kuru ir atsauce uz zemi, var tieši padarīt saderīgu ar visiem magnētiskajiem uztvērējiem, kuriem ir atšķirīga nevēlēšanās.
- Izvades tapa ir saistīta ar iekšēji iestatītu kopēju kolektora tranzistoru, kas spēj noslīdēt līdz pat 50mA. Tas var darbināt pat releju vai solenoīdu tieši bez ārējiem bufera tranzistoriem, gaismas diodes un lampas var integrēt arī izejā, ieskaitot, un, protams, var iegūt CMOS ieejām.
- Mikroshēma var dubultot zemas pulsācijas frekvences.
- Tahometra ieejām ir iebūvēta histerēze.
- Zemē norādītā tahometra ieeja ir pilnībā aizsargāta pret ieejas frekvences svārstībām, kas pārsniedz IC barošanas spriegumu vai negatīvu potenciālu zem nulles.
Dažādu pieejamo IC LM2907 un LM2917 iepakojumu tapas var redzēt zemāk dotajos attēlos:
Šīs IC galvenās izmantošanas jomas ir:
- Ātruma noteikšana : To var izmantot, lai noteiktu rotācijas ātrumu vai kustīga elementa ātrumu
- Frekvences pārveidotāji: frekvences pārveidošanai lineāri mainīgā potenciāla starpībā
- Uz vibrācijas balstīti skārienekrānu sensori
Automobiļi
Mikroshēma kļūst īpaši noderīga automobiļu jomā, kā norādīts zemāk:
- Spidometri: transportlīdzekļos ātruma mērīšanai
- Apturēšanas punkta aiztures mērītāji: arī transportlīdzekļa dzinēja mērinstrumentu pielietojums.
- Ērts tahometrs: mikroshēmu var izmantot rokas tahometru izgatavošanai.
- Ātruma kontrolieri: ierīci var izmantot ātruma regulēšanas vai ātruma regulēšanas instrumentos
- Citas interesantas LM2907 / LM2917 IC lietojumprogrammas: kruīza kontrole, automobiļu durvju bloķēšanas vadība, sajūga vadība, raga vadība.
Absolūtais maksimālais vērtējums
(tas nozīmē, ka IC vērtējumi ir tie, kurus nedrīkst pārsniegt)
- Barošanas spriegums = 28V
- Barošanas strāva = 25mA
- Iekšējā tranzistora kolektora spriegums = 28V
- Diferenciālā tahometra ieejas spriegums = 28V
- Ieejas sprieguma diapazons = +/- 28V
- Jaudas izkliede = 1200 līdz 1500 mW
Citi elektriskie parametri
Sprieguma pieaugums = 200V / mV
Izejas izlietnes strāva = 40 līdz 50 mA
Šīs IC pārsteidzošās iezīmes un priekšrocības
- Izeja nereaģē uz nulles frekvencēm, un izejā rada arī nulles spriegumu.
- Izejas spriegumu var vienkārši aprēķināt, izmantojot formulu: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
- Vienkāršs RC tīkls izlemj par IC frekvences dubultošanas funkciju.
- Mikroshēmas zenera skava rada regulētu un stabilizētu frekvences pārveidošanu spriegumā vai strāvas pārveidošanā (tikai LM2917s)
Tipiska IC LM2907 / LM2917 savienojuma shēma ir parādīta zemāk:
Lai iegūtu vairāk informācijas, varat atsaukties uz šo rakstu
Pāri: 2 vienkāršas sprieguma un frekvences pārveidotāja ķēdes Nākamais: Viedā avārijas spuldžu shēma ar maksimālām iespējām
