2 enkle spænding til frekvensomformerkredsløb forklaret

2 enkle spænding til frekvensomformerkredsløb forklaret

Et spænding til frekvensomformerkredsløb konverterer en proportionalt varierende indgangsspænding til en proportionalt varierende udgangsfrekvens.



Det første design bruger IC VFC32, som er en avanceret spændings- til frekvensomformerindretning fra BURR-BROWN, der er specielt designet til at producere et ekstremt proportionalt frekvensrespons til den tilførte indgangsspænding til en given applikation med spænding til frekvensomformer.

Sådan fungerer enheden

Hvis indgangsspændingen varierer, følger udgangsfrekvensen dette og varierer forholdsmæssigt med en stor grad af nøjagtighed.





IC'ets output er i form af en åben kollektortransistor, som simpelthen har brug for en ekstern pull-up-modstand forbundet med en 5V kilde for at gøre output kompatibelt med alle standard CMOS-, TTL- og MCU-enheder.

Outputtet fra denne IC kunne forventes at være meget immun over for støj og med fremragende linearitet.



Outputkonverteringens fuldskalaområde bestemmes med inklusionen af ​​en ekstern modstand og kondensator, som kan dimensioneres til at opnå et rimeligt bredt responsområde.

Vigtigste funktioner i VFC32

Enheden VFC32 er også udstyret med en funktion til at arbejde på den modsatte måde, det vil sige, at den kan konfigureres til at fungere som en frekvens-til-spændingsomformer også med samme nøjagtighed og effektivitet. Vi vil diskutere dette i vores næste artikel i detaljer.

IC kan købes i forskellige pakker, som det passer til dit ansøgningsbehov.

Den første figur nedenfor viser en standardkonfiguration af kredsløbsspænding til frekvensomformer, hvor R1 bruges til at indstille detektionsområdet for indgangsspændingen.

Aktivering af en fuld skala detektion

En 40k modstand kan vælges til at få en 0 til 10V fuldskala inputdetektion, andre områder kan opnås ved simpelthen at løse følgende formel:

R1 = Vfs / 0,25 mA

R1 skal fortrinsvis være en MFR-type for at sikre en forbedret stabilitet. Ved at justere værdien på R1 kan man trimme det tilgængelige indgangsspændingsområde ned.

For at opnå et justerbart output introduceres FSD-interval C1, hvis værdi kan vælges passende til tildeling af et hvilket som helst ønsket outputfrekvensomregningsområde, her i figuren er det valgt til at give en skala fra 0 til 10 kHz for et inputområde fra 0 til 10V.

Det skal dog bemærkes, at kvaliteten af ​​C1 direkte kan påvirke eller påvirke outputlineariteten eller nøjagtigheden, derfor anbefales det at bruge en kondensator af høj kvalitet. Et tantal bliver måske en god kandidat til denne type applikationsfelt.

For højere intervaller i størrelsesordenen 200kHz og derover kan større kondensator vælges C1, mens R1 kan være fastgjort til 20k.

Den tilknyttede kondensator C2 har ikke nødvendigvis en indflydelse på C1's funktion, men værdien af ​​C2 må dog ikke krydse en given grænse. Værdien for C2 som vist i nedenstående figur bør ikke sænkes, selvom det kan være OK at øge dens værdi over dette

Frekvensudgang

Frekvensudgangen på IC'en er internt konfigureret som en åben kollektortransistor, hvilket betyder, at udgangstrinnet forbundet med denne stift kun oplever en synkende spænding / strøm (logisk lav) respons for den foreslåede spænding til frekvensomdannelse.

For at få et skiftende logisk svar i stedet for kun et 'synkestrøm' (logisk lavt) svar fra denne pinout, er vi nødt til at forbinde en ekstern pull up-modstand med en 5V forsyning som angivet i det andet diagram ovenfor.

Dette sikrer en skiftende logisk høj / lav respons ved denne pinout for det tilsluttede eksterne kredsløbstrin.

Mulige anvendelser

Det forklarede spændings- til frekvensomformerkredsløb kan bruges til mange brugerspecifikke applikationer og kan tilpasses til ethvert relevant krav. En sådan applikation kan være til fremstilling af et digitalt effektmåler til registrering af elforbruget til en given belastning.

Ideen er at forbinde en strømfølende modstand i serie med den pågældende belastning og derefter integrere den udviklende strømopbygning på tværs af denne modstand med den ovenfor forklarede spænding til frekvensomformer kredsløb.

Da strømopbygningen på tværs af sensormodstanden ville være proportional med belastningsforbruget, ville disse data blive konverteret nøjagtigt og proportionalt til frekvens af det forklarede kredsløb.

Frekvensomdannelsen kunne integreres yderligere med et IC 4033-frekvenstællerkredsløb til at få den digitale kalibrerede aflæsning af belastningsforbruget, og dette kunne lagres til fremtidig vurdering.

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

2) Brug af IC 4151

Det næste højtydende frekvens- til spændingsomformerkredsløb er bygget op om nogle få komponenter og et IC-baseret koblingskredsløb. Med delværdierne angivet i skemaet opnås forholdet mellem omdannelse med en lineær respons på ca. 1%. Når der anvendes en indgangsspænding fra 0 V-10 V, konverteres den til en forholdsmæssig størrelse på 0 til 10 kHz firkantbølgeudgangsspænding.

Via potentiometeret P1 kunne kredsløbet tilpases for at sikre, at en indgangsspænding på 0 V genererer en udgangsfrekvens på 0 Hz. Komponenterne, der er ansvarlige for fastgørelse af frekvensområdet, er modstande R2, R3, R5, P1 sammen med kondensatoren C2.

Ved anvendelse af nedenstående formler kan forholdet mellem spænding og frekvensomdannelse omdannes, så kredsløbet fungerer ekstremt godt til flere unikke applikationer.

Når du bestemmer produktet af T = 1.1.R3.C2, skal du sikre dig, at dette altid er under halvdelen af ​​den minimale outputperiode, hvilket betyder, at den positive outputpuls altid skal være minimum, så længe den negative puls er.

f0 / Win = [0.486. (R5 + P1) / R2. R3. C2]. [kHz / V]

T = 1,1. R3. C2




Forrige: Beregning af induktorer i Buck Boost-konvertere Næste: 3 frekvenser til spændingsomformerkredsløb forklaret