Bir voltaj-frekans dönüştürücü devresi, orantılı olarak değişen bir giriş voltajını orantılı olarak değişen bir çıkış frekansına dönüştürür.

Birinci tasarım, frekans dönüştürücü devre uygulamasına belirli bir voltaj için beslenen giriş voltajına son derece orantılı bir frekans tepkisi üretmek için özel olarak tasarlanmış BURR-BROWN'den gelişmiş bir voltaj-frekans dönüştürücü cihazı olan IC VFC32'yi kullanıyor.

Cihaz Nasıl Çalışır?

Giriş voltajı değişirse, çıkış frekansı bunu takip eder ve orantılı olarak büyük bir doğruluk derecesi ile değişir.

IC'nin çıkışı, çıkışı tüm standart CMOS, TTL ve MCU cihazlarıyla uyumlu hale getirmek için 5V kaynağına bağlı harici bir çekme direncine ihtiyaç duyan bir açık kollektör transistörü biçimindedir.

Bu IC'nin çıktısının gürültüye karşı son derece bağışık olması ve mükemmel doğrusallıkta olması beklenebilir.

Çıktı dönüştürme tam ölçekli aralığı, makul ölçüde geniş bir yanıt aralığı elde etmek için boyutlandırılabilen harici bir direnç ve kapasitörün dahil edilmesiyle belirlenir.

VFC32'nin Ana Özellikleri

Cihaz VFC32 de ters yönde çalışma özelliği ile donatılmıştır, yani benzer doğruluk ve verimlilikle aynı zamanda bir frekans-voltaj dönüştürücü gibi çalışacak şekilde yapılandırılabilir. Bunu bir sonraki yazımızda detaylı olarak tartışacağız.

IC, uygulama ihtiyacınıza uygun olarak farklı paketler halinde temin edilebilir.

Aşağıdaki ilk şekil, giriş voltajının algılama aralığını ayarlamak için R1'in kullanıldığı, frekans dönüştürücü devresine standart bir voltajı gösterir.

Tam Ölçekli Algılamayı Etkinleştirme

0 ila 10V tam ölçekli giriş tespiti elde etmek için 40k direnç seçilebilir, diğer aralıklar aşağıdaki formülü basitçe çözerek elde edilebilir:

R1 = Vfs / 0.25mA

Tercihen R1, geliştirilmiş bir stabilite sağlamak için bir MFR tipi olmalıdır. R1 değerini ayarlayarak, mevcut giriş voltajı aralığını azaltabilirsiniz.

Ayarlanabilir bir FSD çıkış aralığı elde etmek için, değeri istenen herhangi bir çıkış frekansı dönüştürme aralığını atamak için uygun şekilde seçilebilen C1 tanıtıldı, burada şekilde 0 ila 10V giriş aralığı için 0 ila 10 kHz ölçek verecek şekilde seçilmiştir.

“9v pil devresi kullanan mobil şarj cihazı ”

Bununla birlikte, C1 kalitesinin çıktı doğrusallığını veya doğruluğunu doğrudan etkileyebileceği veya etkileyebileceği unutulmamalıdır, bu nedenle yüksek kaliteli bir kapasitör kullanılması önerilir. Bir tantal, belki de bu tür bir uygulama alanı için iyi bir aday olabilir.

200kHz ve üzeri sıradaki daha yüksek aralıklar için, C1 için daha büyük kapasitör seçilebilir, R1 ise 20k olarak sabitlenebilir.

İlişkili C2 kapasitörünün C1'in işleyişi üzerinde mutlaka bir etki yaratması gerekmez, ancak C2'nin değeri belirli bir sınırı geçmemelidir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi C2 değeri düşürülmemelidir, ancak değerini bunun üzerine çıkarmak uygun olabilir.

Frekans Çıkışı

IC'nin frekans pin çıkışı dahili olarak bir açık kollektör transistörü olarak yapılandırılmıştır; bu, bu pin ile bağlanan çıkış aşamasının önerilen voltajdan frekansa dönüşüm için yalnızca bir batma voltajı / akımı (mantık düşük) yanıtı yaşayacağı anlamına gelir.

Bu pinout'tan yalnızca bir 'batan akım' (mantık düşük) yanıtı yerine alternatif bir mantık yanıtı elde etmek için, yukarıdaki ikinci şemada belirtildiği gibi 5V beslemeli bir harici yukarı çekme direnci bağlamamız gerekir.

Bu, bağlı harici devre aşaması için bu pin çıkışında dönüşümlü olarak değişen bir mantık yüksek / düşük yanıtı sağlar.

Olası Uygulamalar

Açıklanan voltaj-frekans dönüştürücü devresi, birçok kullanıcıya özel uygulama için kullanılabilir ve herhangi bir ilgili gereksinim için özelleştirilebilir. Böyle bir uygulama, belirli bir yük için elektrik tüketimini kaydetmek için bir dijital güç ölçer yapmak için olabilir.

Buradaki fikir, söz konusu yük ile seri olarak bir akım algılama direncini bağlamak ve ardından bu direnç boyunca gelişen akım oluşumunu yukarıda açıklanan voltaj ile frekans dönüştürücü devresine entegre etmektir.

Algılama direnci boyunca oluşan akım, yük tüketimi ile orantılı olacağından, bu veriler, açıklanan devre tarafından doğru ve orantılı olarak frekansa dönüştürülecektir.

Frekans dönüşümü, yük tüketiminin dijital olarak kalibre edilmiş okumasını elde etmek için bir IC 4033 frekans sayaç devresiyle daha da entegre edilebilir ve bu, gelecekteki değerlendirmeler için saklanabilir.

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

2) IC 4151'i kullanma

Bir sonraki yüksek performanslı frekanstan voltaj dönüştürücü devresi, birkaç bileşen ve IC tabanlı bir anahtarlama devresi etrafında oluşturulmuştur. Şematikte gösterilen parça değerleri ile, dönüşüm oranı yakl. % 1. 0 V-10 V arasında bir giriş voltajı uygulandığında, 0 ila 10 kHz kare dalga çıkış voltajı orantılı bir büyüklüğe dönüştürülür.

Potansiyometre P1 aracılığıyla, 0 V'luk bir giriş voltajının 0 Hz'lik bir çıkış frekansı oluşturmasını sağlamak için devre ince ayar yapılabilir. Frekans aralığını sabitlemekten sorumlu bileşenler, C2 kondansatörü ile birlikte R2, R3, R5, P1 dirençleridir.

Aşağıda gösterilen formülleri uygulayarak, devrenin birkaç benzersiz uygulama için son derece iyi çalışması için voltajın frekans dönüşümüne oranı dönüştürülebilir.

T = 1.1.R3.C2 ürününü belirlerken, bunun her zaman minimum çıkış süresinin yarısının altında olmasını sağlamalısınız, yani pozitif çıkış darbesi negatif darbe kadar uzun süre her zaman minimum olmalıdır.