2 yksinkertaista jännitetaajuusmuuttajapiiriä selitetty

Jännite-taajuusmuuttajapiiri muuntaa suhteellisesti vaihtelevan tulojännitteen suhteellisesti vaihtelevaksi lähtötaajuudeksi.

Ensimmäisessä suunnittelussa käytetään IC VFC32: ta, joka on edistyksellinen BURR-BROWN-jännite-taajuusmuuttajalaite, joka on erityisesti suunniteltu tuottamaan erittäin suhteellinen taajuusvaste syötetylle tulojännitteelle tietylle jännite-taajuusmuuttajapiirisovellukselle.

Kuinka laite toimii

Jos tulojännite vaihtelee, lähtötaajuus noudattaa tätä ja vaihtelee suhteellisesti suurella tarkkuudella.

IC: n lähtö on avoimen kollektoritransistorin muodossa, joka tarvitsee yksinkertaisesti ulkoisen vetovastuksen, joka on kytketty 5 V: n lähteeseen, jotta lähtö olisi yhteensopiva kaikkien standardien CMOS-, TTL- ja MCU-laitteiden kanssa.

Tämän IC: n ulostulon voidaan odottaa olevan erittäin immuuni melulle ja erinomaisella lineaarisuudella.

Lähdön muunnoksen täyden asteikon alue määritetään sisällyttämällä siihen ulkoinen vastus ja kondensaattori, jotka voidaan mitoittaa kohtuullisen laajan vastealueen saamiseksi.

VFC32: n pääominaisuudet

Laitteessa VFC32 on myös ominaisuus toimia päinvastaisella tavalla, toisin sanoen se voidaan konfiguroida toimimaan kuten taajuus-jännite-muunnin, samalla tarkkuudella ja tehokkuudella. Keskustelemme tästä seuraavassa artikkelissamme yksityiskohtaisesti.

IC voidaan hankkia erilaisissa paketeissa sovellustarpeesi mukaan.

Ensimmäinen alla oleva kuva kuvaa tavallisen jännitteen ja taajuusmuuttajan piirikokoonpanon, jossa R1: ää käytetään tulojännitteen ilmaisualueen asettamiseen.

Täyden mittakaavan tunnistuksen käyttöönotto

40 k: n vastus voidaan valita 0-10 V: n täysimittaisen tulotunnistuksen saamiseksi, muut alueet voidaan saavuttaa yksinkertaisesti ratkaisemalla seuraava kaava:

R1 = Vfs / 0,25 mA

Edullisesti R1: n on oltava MFR-tyyppi paremman vakauden varmistamiseksi. Säätämällä R1-arvoa voidaan leikata käytettävissä olevaa tulojännitealuetta.

Säädettävän lähdön saavuttamiseksi otetaan käyttöön FSD-alue C1, jonka arvo voidaan valita sopivasti minkä tahansa halutun lähtötaajuuden muuntamisalueen osoittamiseksi, tässä kuvassa se on valittu antamaan asteikko 0-10 kHz tuloalueelle 0-10V.

On kuitenkin huomattava, että C1: n laatu voi vaikuttaa suoraan tai vaikuttaa ulostulon lineaarisuuteen tai tarkkuuteen, minkä vuoksi suositellaan korkealaatuisen kondensaattorin käyttöä. Tantaalista tulee ehkä hyvä ehdokas tämän tyyppiselle sovelluskentälle.

Suuremmille alueille, jotka ovat luokkaa 200 kHz tai enemmän, C1: lle voidaan valita isompi kondensaattori, kun taas R1 voidaan kiinnittää 20 k: iin.

Liitetty kondensaattori C2 ei välttämättä tuota vaikutusta C1: n toimintaan, mutta C2: n arvo ei saa ylittää tiettyä rajaa. C2: n arvoa, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty, ei pidä laskea, vaikka arvon nostaminen tämän yläpuolelle saattaa olla OK

Taajuuslähtö

IC: n taajuuspiiri on sisäisesti konfiguroitu avoimeksi kollektoritransistoriksi, mikä tarkoittaa, että tähän tapiin kytketty lähtöaste kokee vain uppoavan jännitteen / virran (logiikan matala) vasteen ehdotetulle jännitteen ja taajuuden muunnokselle.

Jotta saisimme vuorottelevan logiikkavasteen vain 'uppoavan virran' (logiikan matala) vastauksen sijaan tältä pinoutilta, meidän on kytkettävä ulkoinen ylösvetovastus 5 V: n syöttölaitteella, kuten yllä olevassa toisessa kaaviossa on esitetty.

Tämä varmistaa vuorotellen vaihtelevan logiikan korkean / matalan vasteen tässä pinoutissa liitetyn ulkoisen piirin vaiheelle.

Mahdolliset sovellukset

Selitettyä jännite-taajuusmuuttajapiiriä voidaan käyttää monissa käyttäjäkohtaisissa sovelluksissa ja se voidaan räätälöidä minkä tahansa asiaankuuluvan vaatimuksen mukaan. Yksi tällainen sovellus voisi olla digitaalisen tehomittarin tekeminen sähkönkulutuksen rekisteröimiseksi tietylle kuormalle.

Ajatuksena on kytkeä virran tunnistava vastus sarjaan kyseisen kuorman kanssa ja integroida sitten kehittyvä virran muodostuminen tämän vastuksen yli yllä selitetystä jännitteestä taajuusmuuttajapiiriin.

Koska anturivastuksen poikki muodostuva virta olisi verrannollinen kuormituksen kulutukseen, selitetty piiri muuntaisi nämä tiedot tarkasti ja suhteellisesti taajuudeksi.

Taajuusmuunnos voitaisiin integroida edelleen IC 4033 -taajuuslaskuripiiriin kuormituksen kulutuksen digitaalisen kalibroidun lukemisen saamiseksi, ja tämä voidaan tallentaa tulevaa arviointia varten.

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

2) IC 4151: n käyttö

Seuraava korkean suorituskyvyn taajuus-jännitemuuntajapiiri on rakennettu muutaman komponentin ja IC-pohjaisen kytkentäpiirin ympärille. Kaaviossa ilmoitetuilla osa-arvoilla muuntosuhde saavutetaan lineaarisella vasteella noin. 1%. Kun syötetään 0 - 10 V: n tulojännitettä, se muunnetaan suhteelliseksi suuruudeksi 0-10 kHz: n neliöaaltolähtöjännite.

Potentiometrin P1 kautta piiriä voitiin säätää sen varmistamiseksi, että 0 V: n tulojännite tuottaa 0 Hz: n lähtötaajuuden. Taajuusalueen kiinnittämisestä vastaavat komponentit ovat vastukset R2, R3, R5, P1 sekä kondensaattori C2.

Sovellettaessa alla esitettyjä kaavoja jännitteen ja taajuuden muuntamisen suhde voidaan muuntaa, jotta piiri toimii erittäin hyvin useissa ainutlaatuisissa sovelluksissa.

Määritettäessä tuloa T = 1.1.R3.C2, sinun on varmistettava, että tämä on aina alle puolet minimilähtöajasta, mikä tarkoittaa, että positiivisen lähtöpulssin tulisi aina olla minimaalinen niin kauan kuin negatiivinen pulssi.

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

T = 1,1. R3. C2