Un circuit convertor de tensiune la frecvență convertește o tensiune de intrare care variază proporțional într-o frecvență de ieșire care variază proporțional.

Primul design utilizează IC VFC32, care este un dispozitiv avansat de conversie a tensiunii la frecvență de la BURR-BROWN special conceput pentru a produce un răspuns de frecvență extrem de proporțional la tensiunea de intrare alimentată pentru o aplicație dată a circuitului de tensiune la convertor de frecvență.

Cum funcționează dispozitivul

Dacă tensiunea de intrare variază, frecvența de ieșire urmează acest lucru și variază proporțional cu un grad mare de precizie.

Ieșirea CI este sub forma unui tranzistor cu colector deschis, care are nevoie pur și simplu de un rezistor de tragere extern conectat cu o sursă de 5V pentru a face ieșirea compatibilă cu toate dispozitivele standard CMOS, TTL și MCU.

Se poate aștepta ca rezultatul acestui IC să fie extrem de imun la zgomot și cu o liniaritate superbă.

Intervalul de conversie la scară completă este determinat prin includerea unui rezistor extern și a unui condensator, care poate fi dimensionat pentru a obține o gamă de răspuns rezonabilă.

Principalele caracteristici ale VFC32

Dispozitivul VFC32 este, de asemenea, echipat cu o caracteristică de lucru în mod opus, adică poate fi configurat să funcționeze și ca un convertor de frecvență-tensiune, cu o precizie și o eficiență similare. Vom discuta despre acest lucru în următorul nostru articol în detaliu.

IC-ul poate fi achiziționat în diferite pachete, în funcție de nevoile cererii dvs.

Prima figură de mai jos prezintă o configurație standard a circuitului convertorului de tensiune la frecvență în care R1 este utilizat pentru setarea intervalului de detectare a tensiunii de intrare.

“cum se face un încărcător solar ”

Activarea unei detecții la scară completă

Un rezistor de 40k poate fi selectat pentru obținerea unei detecții de intrare la scară completă de la 0 la 10V, alte intervale ar putea fi realizate prin simpla rezolvare a următoarei formule:

R1 = Vfs / 0,25mA

De preferință, R1 trebuie să fie un tip MFR pentru a asigura o stabilitate îmbunătățită. Prin ajustarea valorii R1 se poate reduce gama de tensiune de intrare disponibilă.

Pentru a obține o ieșire reglabilă, este introdus un interval FSD C1 a cărui valoare poate fi selectată în mod corespunzător pentru atribuirea oricărui interval de conversie de frecvență de ieșire dorit, aici în figura este selectată pentru a da o scară de la 0 la 10 kHz pentru un interval de intrare de la 0 la 10V.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că calitatea C1 poate afecta sau influența direct liniaritatea sau precizia de ieșire, prin urmare se recomandă utilizarea unui condensator de înaltă calitate. Un tantal devine probabil un bun candidat pentru acest tip de domeniu de aplicare.

Pentru intervale mai mari de 200kHz și peste, condensatorul mai mare poate fi optat pentru C1, în timp ce R1 poate fi fixat la 20k.

Condensatorul asociat C2 nu produce neapărat un impact asupra funcționării lui C1, totuși valoarea lui C2 nu trebuie să depășească o limită dată. Valoarea pentru C2, așa cum se arată în figura de mai jos, nu ar trebui să fie redusă, deși creșterea valorii sale peste aceasta ar putea fi OK

Ieșire de frecvență

Pinout-ul de frecvență al IC-ului este configurat intern ca un tranzistor cu colector deschis, ceea ce înseamnă că etapa de ieșire conectată cu acest pin va experimenta doar un răspuns de scădere a tensiunii / curentului (scăzut logic) pentru conversia de tensiune la frecvență propusă.

Pentru a obține un răspuns logic alternativ în loc de doar un răspuns de „curent de scufundare” (logic scăzut) de la acest pinout, trebuie să conectăm un rezistor de tragere extern cu o sursă de 5V, așa cum este indicat în a doua diagramă de mai sus.

“cum se face un protector de supratensiune ”

Acest lucru asigură un răspuns logic înalt / scăzut care variază alternativ la acest pinout pentru etapa circuitului extern conectat.

Aplicații posibile

Circuitul convertorului de tensiune la frecvență explicat poate fi utilizat pentru multe aplicații specifice utilizatorilor și poate fi personalizat pentru orice cerință relevantă. O astfel de aplicație ar putea fi realizarea unui contor digital de putere pentru înregistrarea consumului de energie electrică pentru o sarcină dată.

Ideea este să conectați un rezistor de detectare a curentului în serie cu sarcina în cauză și apoi să integrați acumularea de curent în curs de dezvoltare pe acest rezistor cu circuitul convertizorului de tensiune la frecvență explicat mai sus.

Deoarece acumularea curentului pe rezistorul de detectare ar fi proporțională cu consumul de sarcină, aceste date ar fi convertite cu precizie și proporționalitate în frecvență de circuitul explicat.

Conversia de frecvență ar putea fi integrată în continuare cu un circuit de contor de frecvență IC 4033 pentru a obține citirea digitală calibrată a consumului de sarcină și aceasta ar putea fi stocată pentru evaluarea viitoare.

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

2) Utilizarea IC 4151

Următorul circuit de înaltă performanță la convertor de tensiune este construit în jurul câtorva componente și a unui circuit de comutare bazat pe IC. Cu valorile pieselor indicate în schemă, raportul conversiei se realizează cu un răspuns liniar de aprox. 1%. Când se aplică o tensiune de intrare de la 0 V-10 V, aceasta este convertită la o magnitudine proporțională de la 0 la 10 kHz tensiune de ieșire cu undă pătrată.

Prin intermediul potențiometrului P1, circuitul ar putea fi modificat pentru a se asigura că o tensiune de intrare de 0 V generează o frecvență de ieșire de 0 Hz. Componentele responsabile de fixarea domeniului de frecvență sunt rezistențele R2, R3, R5, P1 împreună cu condensatorul C2.

Aplicând formulele prezentate mai jos, raportul dintre tensiunea și frecvența de conversie poate fi transformat pentru ca circuitul să funcționeze extrem de bine pentru mai multe aplicații unice.

În timp ce determinați produsul lui T = 1.1.R3.C2, trebuie să vă asigurați că acesta este întotdeauna sub jumătate din perioada minimă de ieșire, ceea ce înseamnă că impulsul pozitiv de ieșire trebuie să fie invariabil minim atâta timp cât impulsul negativ.