3 Litar Penukar Frekuensi ke Voltan Dijelaskan

Seperti namanya frekuensi ke penukar voltan adalah peranti yang mengubah input frekuensi yang berbeza menjadi tahap voltan output yang berbeza-beza.

Di sini kami mengkaji tiga reka bentuk yang mudah tetapi maju menggunakan IC 4151, IC VFC32 dan IC LM2907.

1) Menggunakan IC 4151

Litar penukar voltan frekuensi ini menggunakan IC 4151 dicirikan oleh nisbah penukarannya yang sangat linier. Dengan nilai bahagian yang ditunjukkan, nisbah penukaran litar diharapkan sekitar 1 V / kHz.

Apabila voltan DC digunakan pada input yang mempunyai frekuensi 0 Hz, output menghasilkan voltan yang sepadan dengan 0 V. Nisbah penukaran pada output tidak pernah dipengaruhi oleh kitaran tugas frekuensi ave persegi input.

Tetapi, jika frekuensi gelombang sinus diterapkan pada input, dalam situasi itu isyarat mesti dilewatkan melalui pencetus Schmitt sebelum memperkenalkannya ke input IC 4151.

Sekiranya anda berminat untuk mempunyai nisbah penukaran yang berbeza, anda boleh menghitungnya menggunakan formula berikut:

V (keluar) / f (dalam) = R3 x R7 x C2 / 0.486 (R4 + P1) x [V / Hz]

T1 = 1.1 x R3 x C2

Litar ini bahkan dapat digabungkan dengan output penukar voltan ke frekuensi dan digunakan sebagai cara untuk menghantar isyarat DC melintasi sambungan kabel yang diperpanjang tanpa masalah rintangan kabel melemahkan sinyal.

2) Menggunakan Konfigurasi VFC32

Catatan sebelumnya menjelaskan satu cip tunggal yang mudah voltan ke litar penukar frekuensi menggunakan IC VFC32, di sini kita belajar bagaimana IC yang sama dapat digunakan untuk mencapai aplikasi litar penukar frekuensi yang berlawanan dengan voltan.

Gambar di bawah menggambarkan konfigurasi VFC32 standard lain yang membolehkannya berfungsi sebagai litar penukar frekuensi ke voltan.

Tahap input yang dibentuk oleh rangkaian kapasitif C3, R6 dan R7 menjadikan input pembanding serasi dengan semua pencetus logik 5V. Pembanding seterusnya menukar tahap satu pukulan yang berkaitan pada setiap pinggir jatuh denyut input frekuensi yang diberi.

Rajah Litar

Input rujukan ambang yang ditetapkan untuk pembanding pengesan adalah sekitar –0.7V. Sekiranya input frekuensi mungkin lebih rendah dari 5V, jaringan pembahagi potensial R6 / R7 dapat disesuaikan dengan tepat untuk mengubah tingkat rujukan dan untuk memungkinkan pengesanan input frekuensi tahap rendah dengan tepat oleh opamp.

Seperti yang ditunjukkan dalam grafik dalam artikel sebelumnya , nilai C1 dapat dipilih bergantung pada julat skala penuh pemicu input frekuensi.

C2 bertanggung jawab untuk menyaring dan melicinkan bentuk gelombang voltan keluaran, nilai C2 yang lebih besar membantu mencapai kawalan yang lebih baik terhadap riak voltan di seluruh output yang dihasilkan, tetapi tindak balas lambat untuk frekuensi input yang berubah dengan cepat, sedangkan nilai C2 yang lebih kecil menyebabkan penapisan yang buruk tetapi menawarkan tindak balas dan penyesuaian pantas dengan frekuensi input yang cepat berubah.

Nilai R1 dapat disesuaikan untuk mencapai julat voltan output pesongan skala penuh yang disesuaikan dengan merujuk pada julat frekuensi input skala penuh yang diberikan.

Bagaimana Litar Penukar Frekuensi ke Voltan Berfungsi

Operasi asas litar penukar frekuensi ke voltan yang dicadangkan adalah berdasarkan teori caj dan keseimbangan. Frekuensi isyarat input dikira sesuai dengan ungkapan V) (in) / R1, dan nilai ini diproses oleh IC opamp yang relevan melalui penyatuan dengan bantuan C2. Hasil integrasi ini menimbulkan voltan keluaran integrasi tanjakan yang jatuh.

Walaupun perkara di atas berlaku, tahap satu pukulan berikutnya dipicu, menghubungkan arus rujukan 1mA dengan input integrator semasa operasi satu pukulan.

Ini seterusnya membalikkan respon tanjakan keluaran dan menyebabkannya naik ke atas, ini berterusan semasa satu pukulan AKTIF, dan sebaik sahaja tempohnya berlalu, tanjakan sekali lagi terpaksa mengubah arahnya dan menyebabkan kembali ke kejatuhan ke bawah corak.

Mengira Kekerapan

Proses tindak balas berayun di atas memungkinkan keseimbangan caj yang berterusan (arus rata-rata) merentasi arus isyarat input dan arus rujukan, yang diselesaikan dengan persamaan berikut:

Saya (dalam) = IR (ave)
V (dalam) / R1 = untuk tos
(1ma)
Di mana fo adalah frekuensi pada outputt adalah tempoh satu pukulan = 7500 C1 (Frarads)

Nilai untuk R1 dan C1 dipilih dengan tepat sehingga menghasilkan kitaran tugas 25% pada julat frekuensi output skala penuh. Untuk FSD yang mungkin melebihi 200kHz, nilai yang disyorkan akan menghasilkan sekitar 50% kitaran tugas.

Petunjuk Permohonan:

Kawasan aplikasi yang terbaik untuk yang dijelaskan di atas litar penukar frekuensi ke voltan adalah di mana keperluan menuntut terjemahan data frekuensi menjadi data voltan.

Contohnya litar ini boleh digunakan di takometer , dan untuk mengukur kelajuan motor dalam julat voltan.

Litar ini boleh digunakan untuk membuat mudah speedometer untuk 2 roda termasuk basikal dll.

IC yang dibincangkan juga dapat digunakan untuk mencapai meter frekuensi sederhana, murah namun tepat di rumah, menggunakan voltmeters untuk membaca penukaran output.

3) Menggunakan IC LM2917

Ini adalah satu lagi siri IC yang sangat baik yang boleh digunakan untuk pelbagai aplikasi litar yang berbeza. Pada dasarnya ia adalah IC frekuensi ke voltan (tachometer) IC dengan banyak ciri menarik. Mari belajar lebih lanjut.

Spesifikasi Elektrik Utama

Ciri utama iklan LM2907 LM2917 digarisbawahi seperti berikut:

• Pin tachometer input yang dirujuk ke tanah dapat langsung dibuat serasi dengan semua jenis pengambilan magnet yang mempunyai keengganan yang berbeza-beza.
• Pin output dihubungkan dengan transistor pengumpul biasa yang ditetapkan secara dalaman yang mampu tenggelam hingga 50mA. Ini boleh beroperasi walaupun relay atau solenoid secara langsung tanpa transistor penyangga luaran, LED dan lampu juga dapat disatukan dengan output termasuk, dan tentu saja dapat bersumberkan input CMOS.
• Cip boleh menggandakan frekuensi riak rendah.
• Input takometer mempunyai histeresis terbina dalam.
• Input tachometer yang dirujuk ke tanah dilindungi sepenuhnya daripada perubahan frekuensi input yang melebihi voltan bekalan IC atau potensi negatif di bawah sifar.

Maklumat terperinci mengenai pelbagai pakej IC LM2907 dan LM2917 yang tersedia dapat dilihat dalam gambar berikut:

Kawasan aplikasi utama IC ini adalah:

• Sensing Kelajuan : Ini dapat digunakan untuk merasakan kecepatan putaran atau laju elemen bergerak
• Penukar Frekuensi: Untuk menukar frekuensi menjadi perbezaan potensi yang berbeza secara linear
• Sensor suis sentuhan berasaskan getaran

Automotif

Cip ini menjadi sangat berguna dalam bidang automotif, seperti yang diberikan di bawah:

• Speedometer: Dalam kenderaan untuk mengukur kelajuan
• Breaker Point Dwell Meter: Juga aplikasi alat pengukur yang berkaitan dengan mesin kenderaan.
• Tachometer Berguna: Cip ini boleh digunakan untuk membuat tachometer genggam.
• Speed ​​Controller: Peranti ini dapat digunakan dalam alat kawalan kelajuan atau instrumen pengatur kelajuan
• Aplikasi menarik lain LM2907 / LM2917 IC termasuk: kawalan pelayaran, kawalan kunci pintu automotif, kawalan klac, kawalan tanduk.

Penilaian maksimum mutlak

(bermaksud peringkat yang tidak boleh melebihi, IC adalah)

1. Voltan bekalan = 28V
2. Bekalan arus = 25mA
3. Voltan pengumpul transistor dalaman = 28V
4. Voltan input tachomter pembezaan = 28V
5. Julat voltan input = +/- 28V
6. Pelesapan kuasa = 1200 hingga 1500 mW

Parameter elektrik lain

Keuntungan voltan = 200V / mV

Arus Sink Keluaran = 40 hingga 50mA

Ciri dan kelebihan IC yang menarik ini

1. Output tidak bertindak balas terhadap frekuensi sifar, dan menghasilkan voltan sifar pada output juga.
2. Voltan output hanya dapat dikira dengan menggunakan formula: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
3. Rangkaian RC sederhana menentukan ciri penggandaan frekuensi IC.
4. Pengapit zener on-chip menghasilkan frekuensi terkawal dan stabil ke penukaran voltan atau arus (hanya pada LM2917s)

Gambarajah sambungan khas IC LM2907 / LM2917 ditunjukkan di bawah:

Untuk maklumat lebih lanjut, anda boleh merujuknya artikel