3 A feszültségváltó frekvenciájának magyarázata

Ahogy a neve is sugallja, a feszültség-átalakítók frekvenciája olyan eszközök, amelyek változó frekvenciájú bemenetet ennek megfelelően változó kimeneti feszültségszintekké alakítanak.

Itt három egyszerű, mégis fejlett tervet tanulmányozunk az IC 4151, IC VFC32 és IC LM2907 használatával.

1) Az IC 4151 használata

Ezt az IC 4151-et használó frekvenciaváltó áramkört erősen lineáris konverziós arány jellemzi. A megadott részértékekkel az áramkör átalakítási aránya várhatóan 1 V / kHz körül lesz.

Ha a 0 Hz frekvenciájú bemeneten egyenfeszültséget használnak, a kimenet megfelelő 0 V feszültséget generál. A kimeneten mért konverziós arányt soha nem befolyásolja a bemeneti négyzet ave frekvencia munkaciklusa.

Ha azonban a szinusz hullám frekvenciát alkalmazunk a bemeneten, akkor ebben a helyzetben a jelet át kell vezetni egy Schmitt-triggeren, mielőtt bevezetnénk az IC 4151 IC bemenetbe.

Ha más konverziós arányra kíváncsi, akkor a következő képlettel számíthatja ki:

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

T1 = 1,1 x R3 x C2

Az áramkör akár a feszültség-frekvencia átalakító kimenetéhez is kapcsolható, és DC-jelek továbbításának módjaként használható a kiterjesztett kábelcsatlakozáson keresztül anélkül, hogy a kábel ellenállása csillapítaná a jelet.

2) A VFC32 konfiguráció használata

Az előző bejegyzés egy egyszerű chipet ismertetett feszültség-frekvenciaváltó áramkör az IC VFC32 segítségével itt megtudhatjuk, hogyan lehet ugyanazt az IC-t használni a feszültségátalakító áramkör alkalmazásával ellentétes frekvencia eléréséhez.

Az alábbi ábra egy másik standard VFC32 konfigurációt mutat be, amely lehetővé teszi, hogy frekvencia-átalakító áramkörként működjön.

A C3, R6 és R7 kapacitív hálózata által létrehozott bemeneti szakasz kompatibilisvé teszi az összehasonlító bemenetet az összes 5V-os logikai triggerrel. Az összehasonlító viszont a hozzá tartozó egylépéses fokozatot kapcsolja a betáplált frekvencia bemeneti impulzusok minden eső szélére.

Kördiagramm

A detektor-komparátorhoz beállított küszöb-referencia bemenet –0,7V körül van. Abban az esetben, ha a frekvencia bemenetek alacsonyabbak lehetnek 5 V-nál, az R6 / R7 potenciálosztó hálózatot megfelelően beállíthatjuk a referenciaszint megváltoztatása és az alacsony szintű frekvencia bemenetek opamp általi megfelelő észlelése érdekében.

Amint az a grafikon az előző cikkben , a C1 érték választható a frekvenciabemenet-triggerek teljes skála-tartományától függően.

A C2 felelős a kimeneti feszültség hullámformájának szűréséért és simításáért, a nagyobb C2 értékek elősegítik a feszültség hullámzásának jobb szabályozását a generált kimeneten, de a gyorsan változó bemeneti frekvenciákra lassú a válasz, míg a kisebb C2 értékek gyenge szűrést okoznak, de kínálnak gyors reagálás és beállítás a gyorsan változó bemeneti frekvenciákkal.

Az R1 értéket módosítani lehet egy testreszabott teljes kitérési kimeneti feszültségtartomány elérése érdekében, egy adott teljes skála bemeneti frekvenciatartományra vonatkoztatva.

Hogyan működik a frekvencia-átalakító áramkör

A javasolt frekvencia-feszültség átalakító áramkör alapműködése egy töltés-egyensúly elméleten alapszik. A bemeneti jel frekvenciája úgy van kiszámítva, hogy megfeleljen az V) (in) / R1 kifejezésnek, és ezt az értéket a megfelelő IC opamp dolgozza fel a C2 segítségével történő integrálás útján. Ennek az integrációnak az eredményeként csökkenő rámpa integrációs kimeneti feszültség keletkezik.

Amíg a fentiek megtörténnek, a következő egylépéses szakasz bekapcsol, összekapcsolva az 1mA referenciaáramot az integrátor bemenetével az egylépéses művelet során.

Ez viszont megfordítja a kimeneti rámpa válaszát, és felfelé mászik, ez folytatódik, miközben az egy lövés be van kapcsolva, és amint az időszaka lejár, a rámpa ismét kénytelen megváltoztatni az irányát, és visszatéréshez vezet a lefelé eső felé minta.

A frekvencia kiszámítása

A fenti oszcilláló válaszfolyamat lehetővé teszi a töltés (átlagos áram) tartós egyensúlyát a bemeneti jeláram és a referenciaáram között, amelyet a következő egyenlet old meg:

I (in) = IR (ave)
V (be) / R1 = fosz
(1ma)
Ahol fo a kimenet frekvenciája, az egylövéses periódus = 7500 C1 (Frarads)

Az R1 és C1 értékeit megfelelően választjuk meg, hogy a teljes skála kimeneti frekvenciatartományán 25% -os munkaciklust érjünk el. A 200 kHz feletti FSD esetén az ajánlott értékek körülbelül 50% -os munkaciklust generálnak.

Alkalmazási tippek:

A fentiekhez a lehető legjobb alkalmazási területet magyarázták frekvencia átalakító áramkör ahol a követelmény megköveteli a frekvenciaadatok fordítását feszültségadatokká.

Például ez az áramkör használható fordulatszámmérők , valamint a motorok sebességének mérésére feszültségtartományokban.

Ez az áramkör így egyszerűsítésre használható sebességmérők kétkerekűeknek, beleértve a kerékpárokat stb.

A tárgyalt IC felhasználható egyszerű, olcsó, mégis pontos frekvenciamérők elérésére otthon, voltmérők segítségével a kimeneti konverzió leolvasására.

3) IC LM2917 alkalmazásával

Ez egy másik kiváló IC sorozat, amely különféle áramköri alkalmazások sokaságára használható. Alapvetően ez egy frekvencia-feszültség átalakító (fordulatszámmérő) IC sok érdekes funkcióval. Tudjunk meg többet.

Fő elektromos előírások

Az LM2907 és LM2917 IC IC jellemzői a következők:

• A földre hivatkozott bemeneti fordulatszámmérő tüske közvetlenül kompatibilisvé tehető mindenféle mágneses felvevővel, amelyeknek a vonzereje változó.
• A kimeneti tű egy belső beállított közös kollektor tranzisztorral van összekötve, amely képes 50mA-ig süllyedni. Ez akár egy relét vagy egy mágnesszelepet is működtethet közvetlenül külső puffer tranzisztorok nélkül, LED-ek és lámpák is integrálhatók a kimenettel, beleértve, és természetesen beszerezhetők CMOS bemenetekre is.
• A chip megduplázhatja az alacsony hullámfrekvenciákat.
• A fordulatszámmérő bemenetek beépített hiszterézissel rendelkeznek.
• A földre hivatkozott fordulatszámmérő bemenet teljesen védett az IC tápfeszültségét meghaladó bemeneti frekvencia-ingadozások vagy nulla alatti negatív potenciál ellen.

Az LM2907 és LM2917 IC különféle elérhető csomagjainak kitöltési részletei az alábbi ábrákon láthatók:

Ezen IC fő alkalmazási területei:

• Sebességérzékelés : Használható a forgási sebesség vagy a mozgó elem sebességének érzékelésére
• Frekvenciaváltók: A frekvencia lineárisan változó potenciálkülönbséggé történő átalakításához
• Rezgésalapú érintőkapcsoló érzékelők

Autóipari

A chip különösen hasznos lesz az autóiparban, az alábbiak szerint:

• Sebességmérők: Sebességmérő járművekben
• Töréspontos tartózkodási mérők: járműmotorral kapcsolatos mérőműszer alkalmazás is.
• Handy Tachometer: A chip használható kézi tachométerek készítésére.
• Sebességszabályozók: Az eszköz sebességszabályozó vagy sebességszabályozó műszerekben alkalmazható
• Az LM2907 / LM2917 IC egyéb érdekes alkalmazásai: sebességtartó automatika, autóipari ajtózár-vezérlés, tengelykapcsoló-vezérlés, kürtszabályozás.

Maximális abszolút értéke

(vagyis az IC besorolásai, amelyeket nem szabad meghaladni)

1. Tápfeszültség = 28V
2. Tápfeszültség = 25mA
3. Belső tranzisztor kollektorfeszültség = 28V
4. Differenciál tachomter bemeneti feszültség = 28V
5. Bemeneti feszültségtartomány = +/- 28V
6. Teljesítmény-leadás = 1200-1500 mW

Egyéb elektromos paraméterek

Feszültségerősítés = 200V / mV

Kimeneti mosogatóáram = 40-50 mA

Feltűnő jellemzői és előnyei ennek az IC-nek

1. A kimenet nem reagál nulla frekvenciára, és a kimeneten is nulla feszültséget produkál.
2. A kimeneti volatge egyszerűen kiszámítható a következő képlettel: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
3. Egy egyszerű RC hálózat dönti el az IC frekvencia-duplázási tulajdonságát.
4. A chipen lévő zener bilincs szabályozott és stabilizált frekvenciát ad feszültségre vagy áramra (csak LM2917s-ben)

Az alábbiakban bemutatjuk az LM2907 / LM2917 IC tipikus csatlakozási rajzát:

További információért hivatkozhat erre cikk