3 Frekans Dönüştürücü Devreleri Açıklandı

Adından da anlaşılacağı gibi, frekanstan voltaj dönüştürücüler, değişen frekans girişini karşılık gelen değişen çıkış voltaj seviyelerine dönüştüren cihazlardır.

Burada IC 4151, IC VFC32 ve IC LM2907 kullanarak üç kolay ama gelişmiş tasarımı inceliyoruz.

1) IC 4151'i kullanma

IC 4151 kullanan bu frekans voltaj dönüştürücü devresi, son derece doğrusal dönüşüm oranı ile karakterize edilir. Belirtilen parça değerleri ile devrenin dönüştürme oranının 1 V / kHz civarında olması beklenebilir.

Girişte 0 Hz frekansa sahip bir DC voltajı kullanıldığında, çıkış 0 V'luk bir karşılık gelen voltaj üretir. Çıkıştaki dönüştürme oranı, giriş kare ortalama frekansının görev döngüsünden asla etkilenmez.

Ancak, girişte bir sinüs dalgası frekansı uygulanırsa, bu durumda sinyal, IC 4151 girişine tanıtılmadan önce bir Schmitt tetikleyicisinden geçirilmelidir.

Farklı bir dönüşüm oranına sahip olmak istiyorsanız, aşağıdaki formülü kullanarak bunu hesaplayabilirsiniz:

V (çıkış) / f (inç) = R3 x R7 x C2 / 0,486 (R4 + P1) x [V / Hz]

T1 = 1,1 x R3 x C2

Devre, frekans dönüştürücüye bir voltajın çıkışına bile bağlanabilir ve sinyali zayıflatan kablo direnci sorunları olmadan, uzatılmış kablo bağlantısı üzerinden DC sinyalleri göndermenin bir yolu olarak kullanılabilir.

2) VFC32 Yapılandırmasını Kullanma

Önceki gönderi basit bir tek çipi açıkladı frekans dönüştürücü devresine voltaj IC VFC32'yi kullanarak, burada aynı IC'nin ters frekans-voltaj dönüştürücü devre uygulaması elde etmek için nasıl kullanılabileceğini öğreniyoruz.

Aşağıdaki şekil, bir frekans-voltaj dönüştürücü devresi olarak çalışmasını sağlayan başka bir standart VFC32 konfigürasyonunu göstermektedir.

C3, R6 ve R7'nin kapasitif ağı tarafından oluşturulan giriş aşaması, karşılaştırıcı girişini tüm 5V mantık tetikleyicileri ile uyumlu hale getirir. Karşılaştırıcı, beslenen frekans giriş darbelerinin her düşen kenarında ilişkili tek aşamalı aşamayı değiştirir.

Devre şeması

Dedektör karşılaştırıcısı için eşik referans giriş seti –0,7V civarındadır. Frekans girişlerinin 5V'den düşük olabileceği durumda, potansiyel bölücü ağ R6 / R7, referans seviyeyi değiştirmek ve opamp tarafından düşük seviyeli frekans girişlerinin uygun şekilde algılanmasını sağlamak için uygun şekilde ayarlanabilir.

Gösterildiği gibi önceki makaledeki grafik C1 değeri, frekans girişi tetikleyicilerinin tam ölçek aralığına bağlı olarak seçilebilir.

C2, çıkış voltajı dalga biçimini filtrelemek ve yumuşatmaktan sorumlu hale gelir, daha büyük C2 değerleri, üretilen çıktı boyunca voltaj dalgalanmaları üzerinde daha iyi kontrol sağlamaya yardımcı olur, ancak hızlı değişen giriş frekanslarına yanıt yavaşken, C2'nin daha küçük değerleri zayıf filtrelemeye neden olur, ancak sunar hızlı değişen giriş frekansları ile hızlı yanıt ve ayarlama.

R1 değeri, belirli bir tam ölçekli giriş frekansı aralığına referansla özelleştirilmiş bir tam ölçekli sapma çıkış voltaj aralığı elde etmek için ince ayar yapılabilir.

Gerilim Dönüştürücü Devresine Frekans Nasıl Çalışır?

Önerilen frekanstan gerilime dönüştürücü devresinin temel çalışması, bir yük ve denge teorisine dayanmaktadır. Giriş sinyali frekansı, V) (in) / R1 ifadesine uygun olacak şekilde hesaplanır ve bu değer, C2 yardımıyla entegrasyon yoluyla ilgili IC opamp tarafından işlenir. Bu entegrasyonun sonucu, düşen bir rampa entegrasyon çıkış voltajına neden olur.

Yukarıdakiler gerçekleşirken, sonraki tek atım aşaması tetiklenir ve 1 mA referans akımı tek adımlı işlem sırasında entegratör girişine bağlanır.

Bu da çıkış rampası yanıtını döndürür ve yukarı doğru tırmanmasına neden olur, bu, tek atış AÇIK iken devam eder ve süresi sona erdiğinde rampa yine yönünü değiştirmeye zorlanır ve aşağı doğru düşüşe geri dönmesine neden olur Desen.

Frekansı Hesaplamak

Yukarıdaki salınımlı yanıt süreci, giriş sinyali akımı ve referans akımı boyunca sürekli bir şarj dengesi (ortalama akım) sağlar ve aşağıdaki denklemle çözülür:

I (inç) = IR (ort)
V (inç) / R1 = fo tos
(1ma)
Çıkıştaki frekans, tek atımlık periyot = 7500 C1 (Frarads)

R1 ve C1 değerleri, tam ölçekli çıkış frekansı aralığında% 25 görev döngüsüne neden olacak şekilde uygun şekilde seçilir. 200 kHz'in üzerinde olabilen FSD için önerilen değerler yaklaşık% 50 görev döngüsü oluşturacaktır.

Uygulama İpuçları:

Yukarıda açıklananlar için mümkün olan en iyi uygulama alanı frekans dönüştürücü devresi gereksinimin, bir frekans verilerinin voltaj verilerine çevrilmesini gerektirdiği yerdir.

Örneğin bu devre, takometreler ve voltaj aralıklarında motorların hızlarını ölçmek için.

Bu devre böylelikle basitleştirmek için kullanılabilir hızölçerler bisiklet vb. dahil 2 tekerlekli araç için

Tartışılan IC, çıkış dönüşümünü okumak için voltmetreler kullanarak evde basit, ucuz ancak doğru frekans ölçerler elde etmek için de kullanılabilir.

3) IC LM2917'yi Kullanma

Bu, çok sayıda farklı devre uygulaması için kullanılabilen bir başka mükemmel IC serisidir. Temel olarak, birçok ilginç özelliğe sahip bir frekans-voltaj dönüştürücü (takometre) IC'sidir. Daha fazlasını öğrenelim.

Ana Elektrik Özellikleri

IC LM2907 ad LM2917'nin ana özelliklerinin altı şu şekilde belirtilmiştir:

• Toprağa atıfta bulunulan giriş takometre pimi, değişken relüktansa sahip her türlü manyetik pikap ile doğrudan uyumlu hale getirilebilir.
• Çıkış pini, 50mA'ya kadar düşebilen dahili olarak ayarlanmış ortak bir kolektör transistörüne bağlıdır. Bu, harici tampon transistörleri olmadan doğrudan bir röle veya solenoidi bile çalıştırabilir, LED'ler ve lambalar da dahil olmak üzere çıkışla entegre edilebilir ve tabii ki CMOS girişlerinden kaynaklanabilir.
• Çip, düşük dalgalanma frekanslarını ikiye katlayabilir.
• Devir saati girişlerinde dahili histerez vardır.
• Toprağa referanslı takometre girişi, IC'nin besleme voltajını aşan giriş frekansı dalgalanmalarına veya sıfırın altındaki negatif potansiyele karşı tamamen korunur.

IC LM2907 ve LM2917'nin çeşitli mevcut paketlerinin pin çıkışı detayları aşağıdaki resimlerde görülebilir:

Bu IC'nin ana uygulama alanları şunlardır:

• Hız Algılama : Dönme hızını veya hareketli bir elemanın hızını algılamak için kullanılabilir
• Frekans Dönüştürücüler: Frekansı doğrusal olarak değişen potansiyel farkına dönüştürmek için
• Titreşim tabanlı dokunmatik anahtar sensörleri

Otomotiv

Çip, aşağıda verildiği gibi otomotiv alanında özellikle yararlı hale gelir:

• Hızölçerler: Araçlarda hız ölçümü için
• Kırıcı Nokta Bekleme Sayaçları: Ayrıca araç motoruyla ilgili bir ölçüm cihazı uygulamasıdır.
• Kullanışlı Takometre: Çip, el tipi takometreler yapmak için kullanılabilir.
• Hız Kontrolörleri: Cihaz, hız kontrolü veya hız kontrol cihazlarında uygulanabilir
• LM2907 / LM2917 IC'nin diğer ilginç uygulamaları: hız sabitleyici, otomotiv kapı kilit kontrolü, debriyaj kontrolü, korna kontrolü.

Mutlak Maksimum Puanlar

(IC'nin aşılmaması gereken derecelendirmeler anlamına gelir)

1. Besleme gerilimi = 28V
2. Besleme akımı = 25mA
3. Dahili transistör toplayıcı voltajı = 28V
4. Diferansiyel takomter giriş voltajı = 28V
5. Giriş voltaj aralığı = +/- 28V
6. Güç dağılımı = 1200 ila 1500 mW

Diğer elektriksel Parametreler

Gerilim kazancı = 200V / mV

Çıkış Sink akımı = 40 ila 50mA

Bu IC'nin çarpıcı özellikleri ve avantajları

1. Çıkış, sıfır frekanslara yanıt vermez ve çıkışta da sıfır voltaj üretir.
2. Çıkış dalgalanması aşağıdaki formül kullanılarak basitçe hesaplanabilir: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
3. Basit bir RC ağı, IC'nin frekans ikiye katlama özelliğine karar verir.
4. Çip üzerinde bir zener kelepçesi, voltaj veya akım dönüşümü için düzenlenmiş ve stabilize edilmiş bir frekans üretir (yalnızca LM2917'lerde)

IC LM2907 / LM2917'nin tipik bir bağlantı şeması aşağıda gösterilmiştir:

Daha fazla bilgi için buna bakabilirsiniz makale