Vezje pretvornika napetosti v frekvenco pretvori sorazmerno spreminjajočo se vhodno napetost v sorazmerno različno izhodno frekvenco.

Prva zasnova uporablja IC VFC32, ki je napredna naprava za pretvorbo napetosti v frekvenco podjetja BURR-BROWN, posebej zasnovana za izdelavo izredno sorazmernega frekvenčnega odziva na vhodno vhodno napetost za dano aplikacijo vezja pretvornika napetosti v frekvenco.

Kako deluje naprava

Če se vhodna napetost spreminja, ji izhodna frekvenca sledi in se z veliko mero natančnosti spreminja sorazmerno.

Izhod IC je v obliki tranzistorja z odprtim kolektorjem, ki preprosto potrebuje zunanji vlečni upor, povezan z 5V virom, da je izhod združljiv z vsemi standardnimi napravami CMOS, TTL in MCU.

Pričakovati je, da je izhod tega IC zelo odporen na hrup in ima izjemno linearnost.

Izhodna pretvorba v celotnem obsegu se določi z vključitvijo zunanjega upora in kondenzatorja, ki ju je mogoče dimenzionirati tako, da dobi razmeroma širok razpon odziva.

Glavne značilnosti VFC32

Naprava VFC32 je opremljena tudi s funkcijo, ki deluje nasprotno, to pomeni, da je lahko konfigurirana tako, da deluje kot pretvornik frekvence v napetost s podobno natančnostjo in učinkovitostjo. O tem bomo podrobno razpravljali v naslednjem članku.

IC se lahko nabavi v različnih paketih, ki ustrezajo vašim potrebam.

“Shema 4 -kanalnega vezja za daljinsko upravljanje ”

Prva slika spodaj prikazuje standardno konfiguracijo vezja pretvornika napetosti v frekvenco, kjer se R1 uporablja za nastavitev območja zaznavanja vhodne napetosti.

Omogočanje popolnega zaznavanja

Za upor od 0 do 10 V je mogoče izbrati 40k upor, druge dosege pa lahko dosežemo s preprosto reševanjem naslednje formule:

R1 = Vfs / 0,25mA

Po možnosti mora biti R1 MFR tipa, da se zagotovi izboljšana stabilnost. S prilagoditvijo vrednosti R1 lahko zmanjšate razpoložljivo območje vhodne napetosti.

Za doseganje nastavljivega izhodnega območja FSD je uveden C1, katerega vrednost se lahko ustrezno izbere za določitev katerega koli želenega obsega pretvorbe izhodne frekvence, tukaj na sliki je izbrano, da dobimo lestvico od 0 do 10 kHz za vhodno območje od 0 do 10V.

Vendar je treba opozoriti, da lahko kakovost C1 neposredno vpliva ali vpliva na izhodno linearnost ali natančnost, zato je priporočljiva uporaba visokokakovostnega kondenzatorja. Tantal morda postane dober kandidat za to vrsto področja uporabe.

Za višja območja velikosti 200 kHz in več se lahko za C1 odloči večji kondenzator, medtem ko je R1 lahko določen na 20 k.

S tem povezan kondenzator C2 ne vpliva nujno na delovanje C1, vendar vrednost C2 ne sme preseči določene meje. Vrednosti za C2, kot je prikazano na spodnji sliki, ne smemo znižati, čeprav je povečanje njegove vrednosti nad to morda v redu

Frekvenčni izhod

Frekvenčni izhod IC je notranje konfiguriran kot tranzistor z odprtim kolektorjem, kar pomeni, da bo izhodna stopnja, povezana s tem zatičem, doživela le odziv napetosti / toka (logično nizek) odziv za predlagano pretvorbo napetosti v frekvenco.

Da dobimo izmenični logični odziv namesto le odziva »potopnega toka« (logično nizek) iz tega izhoda, moramo povezati zunanji vlečni upor z napajalnikom 5V, kot je prikazano v drugem diagramu zgoraj.

“kako narediti generator kisika ”

To zagotavlja izmenično različno visoko / nizko odzivnost logike na tem izhodu za priključeno stopnjo zunanjega vezja.

Možne aplikacije

Razloženo vezje pretvornika napetosti v frekvenco se lahko uporablja za številne uporabniške aplikacije in ga je mogoče prilagoditi za vse ustrezne zahteve. Ena takih aplikacij bi lahko bila izdelava digitalnega merilnika moči za beleženje porabe električne energije za določeno obremenitev.

Ideja je povezati upor za zaznavanje toka v zaporedje z zadevno obremenitvijo in nato integrirati nastajanje toka v tem uporu z zgoraj pojasnjenim vezjem pretvornika napetosti.

Ker bi bil tok, ki se kopiči na zaznavnem uporu, sorazmeren porabi obremenitve, bi pojasnjeni tokokrog te podatke natančno in sorazmerno pretvoril v frekvenco.

Pretvorbo frekvence bi lahko nadalje integrirali z vezjem frekvenčnega števca IC 4033 za pridobitev digitalno kalibriranega odčitka porabe obremenitve in to lahko shranili za prihodnjo oceno.

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

2) Uporaba IC 4151

Naslednje visoko zmogljivo vezje pretvornika frekvence v napetost je zgrajeno okoli nekaj komponent in stikalnega vezja na osnovi IC. Z vrednostmi delov, navedenimi v shemi, dosežemo razmerje pretvorbe z linearnim odzivom približno 1%. Ko se uporabi vhodna napetost od 0 V do 10 V, se pretvori v sorazmerno velikost od 0 do 10 kHz izhodne napetosti kvadratnega vala.

Skozi potenciometer P1 lahko vezje prilagodimo, da zagotovimo, da vhodna napetost 0 V generira izhodno frekvenco 0 Hz. Sestavni deli, ki so odgovorni za pritrditev frekvenčnega območja, so upori R2, R3, R5, P1 skupaj s kondenzatorjem C2.

Z uporabo spodnjih formul se lahko razmerje med pretvorbo napetosti in frekvence spremeni, tako da vezje deluje izjemno dobro za več edinstvenih aplikacij.

Pri določanju zmnožka T = 1.1.R3.C2 morate zagotoviti, da je to vedno pod polovico minimalnega izhodnega obdobja, kar pomeni, da mora biti pozitivni izhodni impulz vedno minimalen, dokler je negativni impulz.