2 Rangkaian Konverter Tegangan ke Frekuensi Sederhana Dijelaskan

2 Rangkaian Konverter Tegangan ke Frekuensi Sederhana Dijelaskan

Rangkaian konverter tegangan ke frekuensi mengubah tegangan input yang bervariasi secara proporsional menjadi frekuensi output yang bervariasi secara proporsional.



Desain pertama menggunakan IC VFC32 yang merupakan perangkat konverter tegangan ke frekuensi lanjutan dari BURR-BROWN yang dirancang khusus untuk menghasilkan respons frekuensi yang sangat proporsional terhadap tegangan input yang diumpankan untuk aplikasi rangkaian konverter tegangan ke frekuensi.

Bagaimana Fungsi Perangkat

Jika tegangan masukan bervariasi, frekuensi keluaran mengikuti ini dan bervariasi secara proporsional dengan tingkat akurasi yang tinggi.





Output dari IC dalam bentuk transistor kolektor terbuka, yang hanya membutuhkan resistor penarik eksternal yang terhubung dengan sumber 5V untuk membuat output kompatibel dengan semua perangkat CMOS, TTL dan MCU standar.

Output dari IC ini diharapkan sangat kebal terhadap derau dan dengan linieritas yang luar biasa.



Konversi keluaran skala-skala penuh ditentukan dengan dimasukkannya resistor dan kapasitor eksternal, yang dapat dimensinya untuk mendapatkan berbagai respon yang cukup luas.

Fitur Utama VFC32

Perangkat VFC32 juga dilengkapi dengan fitur untuk bekerja dengan cara yang berlawanan, yaitu dapat dikonfigurasi untuk bekerja seperti konverter frekuensi-ke-tegangan juga, dengan akurasi dan efisiensi yang serupa. Kami akan membahas hal ini di artikel berikutnya secara mendetail.

IC dapat diperoleh dalam paket yang berbeda sesuai dengan kebutuhan aplikasi Anda.

Gambar pertama di bawah ini menggambarkan konfigurasi rangkaian konverter tegangan ke frekuensi standar di mana R1 digunakan untuk mengatur rentang deteksi tegangan input.

Mengaktifkan Deteksi Skala Penuh

Sebuah resistor 40k dapat dipilih untuk mendapatkan deteksi input skala penuh 0 hingga 10V, rentang lain dapat dicapai hanya dengan menyelesaikan rumus berikut:

R1 = Vfs / 0,25mA

Lebih disukai R1 harus menjadi tipe MFR untuk memastikan stabilitas yang lebih baik. Dengan menyesuaikan nilai R1, seseorang dapat memangkas rentang tegangan input yang tersedia.

Untuk mencapai keluaran yang dapat disesuaikan, rentang FSD C1 diperkenalkan yang nilainya dapat dipilih secara tepat untuk menetapkan rentang konversi frekuensi keluaran yang diinginkan, di sini pada gambar dipilih untuk memberikan skala 0 hingga 10 kHz untuk rentang masukan 0 hingga 10V.

Namun perlu diperhatikan bahwa kualitas C1 dapat secara langsung mempengaruhi atau mempengaruhi linieritas atau akurasi keluaran, oleh karena itu disarankan untuk menggunakan kapasitor berkualitas tinggi. Tantalum mungkin menjadi kandidat yang baik untuk jenis bidang lamaran ini.

Untuk rentang yang lebih tinggi dalam urutan 200kHz ke atas, kapasitor yang lebih besar dapat dipilih untuk C1, sementara R1 dapat diperbaiki pada 20k.

Kapasitor terkait C2 tidak selalu berdampak pada fungsi C1, namun nilai C2 tidak boleh melewati batas yang diberikan. Nilai untuk C2 seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, tidak boleh diturunkan, meskipun menaikkan nilainya di atas ini mungkin tidak masalah

Output Frekuensi

Pinout frekuensi IC dikonfigurasi secara internal sebagai transistor kolektor terbuka, yang berarti bahwa tahap keluaran yang terhubung dengan pin ini hanya akan mengalami respons tegangan / arus tenggelam (logika rendah) untuk konversi tegangan ke frekuensi yang diusulkan.

Untuk mendapatkan respons logika bolak-balik alih-alih hanya respons 'arus tenggelam' (logika rendah) dari pinout ini, kita perlu menghubungkan resistor pull-up eksternal dengan suplai 5V seperti yang ditunjukkan pada diagram kedua di atas.

Ini memastikan respons tinggi / rendah logika yang bervariasi secara bergantian pada pinout ini untuk tahap sirkuit eksternal yang terhubung.

Aplikasi yang Mungkin

Rangkaian konverter tegangan ke frekuensi yang dijelaskan dapat digunakan untuk banyak aplikasi spesifik pengguna dan dapat disesuaikan untuk kebutuhan yang relevan. Salah satu aplikasi tersebut adalah untuk membuat meteran listrik digital untuk mencatat konsumsi listrik untuk beban tertentu.

Idenya adalah untuk menghubungkan resistor penginderaan arus secara seri dengan beban yang dimaksud dan kemudian mengintegrasikan pengembangan arus yang berkembang di resistor ini dengan rangkaian konverter tegangan ke frekuensi yang dijelaskan di atas.

Karena arus yang dibangun melintasi resistor penginderaan akan sebanding dengan konsumsi beban, data ini akan secara akurat dan proporsional diubah menjadi frekuensi oleh rangkaian yang dijelaskan.

Konversi frekuensi dapat diintegrasikan lebih lanjut dengan rangkaian penghitung frekuensi IC 4033 untuk mendapatkan pembacaan konsumsi beban yang dikalibrasi secara digital, dan ini dapat disimpan untuk penilaian di masa mendatang.

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

2) Menggunakan IC 4151

Rangkaian konverter frekuensi ke tegangan kinerja tinggi berikutnya dibangun di sekitar beberapa komponen dan rangkaian switching berbasis IC. Dengan nilai bagian yang ditunjukkan dalam skema, rasio konversi dicapai dengan respon linier kira-kira. 1%. Ketika tegangan input dari 0 V-10 V diterapkan, itu akan diubah menjadi besaran proporsional 0 hingga 10 kHz tegangan output gelombang persegi.

Melalui potensiometer P1, rangkaian dapat di-tweak untuk memastikan bahwa tegangan input 0 V menghasilkan frekuensi output 0 Hz. Komponen yang bertanggung jawab untuk memperbaiki rentang frekuensi adalah resistor R2, R3, R5, P1 bersama dengan kapasitor C2.

Menerapkan rumus yang ditunjukkan di bawah ini, rasio konversi tegangan ke frekuensi dapat diubah agar rangkaian berfungsi dengan sangat baik untuk beberapa aplikasi unik.

Saat menentukan produk dari T = 1.1.R3.C2 Anda harus memastikan bahwa ini selalu di bawah setengah dari periode keluaran minimum, yang berarti pulsa keluaran positif harus selalu minimum selama pulsa negatif.

f0 / Menang = [0,486. (R5 + P1) / R2. R3. C2]. [kHz / V]

T = 1.1. R3. C2




Sepasang: Menghitung Induktor di Buck Boost Converters Berikutnya: Penjelasan Sirkuit Konverter Frekuensi ke Tegangan