2 enkle kretser for spenning til frekvensomformer forklart

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





En spenning til frekvensomformerkrets konverterer en proporsjonalt varierende inngangsspenning til en proporsjonalt varierende utgangsfrekvens.

Den første designen bruker IC VFC32, som er en avansert spennings- til frekvensomformerenhet fra BURR-BROWN, spesielt utviklet for å produsere en ekstremt proporsjonal frekvensrespons til den matede inngangsspenningen for en gitt kretsapplikasjon for spenning til frekvensomformer.



Hvordan enheten fungerer

Hvis inngangsspenningen varierer, følger utgangsfrekvensen dette og varierer proporsjonalt med stor grad av nøyaktighet.

Utgangen fra IC er i form av en åpen kollektortransistor, som ganske enkelt trenger en ekstern opptrekksmotstand koblet til en 5V kilde for å gjøre utgangen kompatibel med alle standard CMOS-, TTL- og MCU-enheter.



Produksjonen fra denne IC kan forventes å være svært immun mot støy og med suveren linearitet.

Utgangskonverteringens fullskalaområde bestemmes med inkludering av en ekstern motstand og kondensator, som kan dimensjoneres for å skaffe et rimelig bredt responsområde.

Hovedfunksjonene til VFC32

Enheten VFC32 er også utstyrt med en funksjon som fungerer på motsatt måte, det vil si at den kan konfigureres til å fungere som en frekvens-til-spenningsomformer også, med samme nøyaktighet og effektivitet. Vi vil diskutere om dette i vår neste artikkel i detalj.

IC kan anskaffes i forskjellige pakker som passer til søknadsbehovet ditt.

Den første figuren nedenfor viser en standard spenning til frekvensomformerkretskonfigurasjon der R1 brukes til å sette opp deteksjonsområdet til inngangsspenningen.

Aktivering av en fullskala deteksjon

En 40k motstand kan velges for å få en 0 til 10V fullskala inngangsdeteksjon, andre områder kan oppnås ved å bare løse følgende formel:

R1 = Vfs / 0,25 mA

Fortrinnsvis må R1 være en MFR-type for å sikre forbedret stabilitet. Ved å justere verdien på R1 kan man trimme ned det tilgjengelige inngangsspenningsområdet.

For å oppnå en justerbar utgang introduseres FSD-område C1 hvis verdi kan velges riktig for tildeling av ønsket ønsket utgangsfrekvensomregningsområde, her i figuren er det valgt for å gi en skala fra 0 til 10 kHz for et inngangsområde fra 0 til 10V.

Imidlertid må det bemerkes at kvaliteten på C1 direkte kan påvirke eller påvirke utgangens linearitet eller nøyaktighet, derfor anbefales bruk av en kondensator av høy kvalitet. Et tantal blir kanskje en god kandidat for denne typen applikasjonsfelt.

For høyere områder i størrelsesorden 200 kHz og over, kan større kondensator velges for C1, mens R1 kan være fast på 20 k.

Den tilhørende kondensatoren C2 gir ikke nødvendigvis en innvirkning på funksjonen til C1, men verdien av C2 må ikke krysse en gitt grense. Verdien for C2 som vist i figuren nedenfor, bør ikke senkes, selv om det kan være OK å øke verdien over dette

Frekvensutgang

Frekvensutgangen på IC-en er internt konfigurert som en åpen kollektortransistor, noe som betyr at utgangstrinnet som er koblet til denne pinnen, kun vil oppleve en synkende spenning / strøm (logisk lav) respons for den foreslåtte konvertering av spenning til frekvens.

For å få en alternerende logisk respons i stedet for bare en 'sinking current' (logisk lav) respons fra denne pinouten, må vi koble til en ekstern pull up-motstand med en 5V forsyning som angitt i det andre diagrammet ovenfor.

Dette sikrer en vekslende logisk høy / lav respons ved denne pinout for det tilkoblede eksterne kretstrinnet.

Mulige applikasjoner

Spenningen til frekvensomformerkretsen som er forklart, kan brukes til mange brukerspesifikke applikasjoner og kan tilpasses for ethvert relevant krav. En slik applikasjon kan være å lage en digital effektmåler for å registrere strømforbruket for en gitt belastning.

Ideen er å koble en strømfølende motstand i serie med den aktuelle belastningen og deretter integrere utviklingsstrømoppbyggingen over denne motstanden med den ovenfor forklarte spennings- til frekvensomformerkretsen.

Siden strømoppbyggingen over sensormotstanden ville være proporsjonal med lastforbruket, ville disse dataene konverteres nøyaktig og proporsjonalt til frekvens av den forklarte kretsen.

Frekvensomformingen kan integreres videre med en IC 4033 frekvens tellerkrets for å få digital kalibrert avlesning av lastforbruket, og dette kan lagres for fremtidig vurdering.

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

2) Bruke IC 4151

Den neste høyfrekvente frekvens til spenningsomformerkretsen er bygget rundt noen få komponenter og en IC-basert bryterkrets. Med delverdiene angitt i skjematisk, oppnås forholdet mellom konvertering med en lineær respons på ca. 1%. Når en inngangsspenning fra 0 V-10 V tilføres, blir den konvertert til en proporsjonal størrelse på 0 til 10 kHz firkantbølgeutgangsspenning.

Gjennom potensiometeret P1 kan kretsen justeres for å sikre at en inngangsspenning på 0 V genererer en utgangsfrekvens på 0 Hz. Komponentene som er ansvarlige for å fikse frekvensområdet er motstander R2, R3, R5, P1 sammen med kondensatoren C2.

Ved å bruke formlene vist nedenfor, kan forholdet mellom spenning og frekvensomforming transformeres slik at kretsen fungerer ekstremt bra for flere unike applikasjoner.

Når du bestemmer produktet av T = 1.1.R3.C2, må du sørge for at dette alltid er under halvparten av minimumsutgangsperioden, noe som betyr at den positive utgangspulsen alltid skal være minimum så lenge den negative pulsen.

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

T = 1.1. R3. C2




Forrige: Beregning av induktorer i Buck Boost-omformere Neste: 3 frekvenser til spenningsomformerkretser forklart