Seperti namanya, konverter frekuensi ke tegangan adalah perangkat yang mengubah input frekuensi yang bervariasi menjadi level tegangan output yang bervariasi.

Di sini kami mempelajari tiga desain yang mudah namun canggih menggunakan IC 4151, IC VFC32 dan IC LM2907.

“pengisi daya telepon jendela bertenaga surya ”

1) Menggunakan IC 4151

rangkaian konverter frekuensi ke tegangan menggunakan IC 4151 dengan rasio konversi linier tinggi 1V / kHz

Rangkaian konverter tegangan frekuensi ini menggunakan IC 4151 dicirikan oleh rasio konversi yang sangat linier. Dengan nilai bagian yang ditunjukkan, rasio konversi rangkaian dapat diharapkan menjadi sekitar 1 V / kHz.

Ketika tegangan DC digunakan pada input yang memiliki frekuensi 0 Hz, output menghasilkan tegangan yang sesuai sebesar 0 V. Rasio konversi pada output tidak pernah dipengaruhi oleh siklus kerja frekuensi ave persegi input.

Tetapi, jika frekuensi gelombang sinus diterapkan pada input, dalam situasi itu sinyal harus dilewatkan melalui pemicu Schmitt sebelum memasukkannya ke input IC 4151.

Jika Anda tertarik untuk memiliki rasio konversi yang berbeda, Anda dapat menghitungnya menggunakan rumus berikut:

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

T1 = 1,1 x R3 x C2

Rangkaian ini bahkan dapat digabungkan ke output dari konverter tegangan ke frekuensi dan digunakan sebagai cara untuk mengirimkan sinyal DC melalui sambungan kabel yang diperpanjang tanpa masalah hambatan kabel yang melemahkan sinyal.

2) Menggunakan Konfigurasi VFC32

Posting sebelumnya menjelaskan satu chip sederhana tegangan ke rangkaian konverter frekuensi menggunakan IC VFC32, di sini kita belajar bagaimana IC yang sama dapat digunakan untuk mencapai aplikasi rangkaian konverter frekuensi ke tegangan yang berlawanan.

Gambar di bawah ini menggambarkan konfigurasi VFC32 standar lain yang memungkinkannya berfungsi sebagai rangkaian konverter frekuensi ke tegangan.

Tahap input yang dibentuk oleh jaringan kapasitif C3, R6 dan R7 membuat input komparator kompatibel dengan semua pemicu logika 5V. Komparator pada gilirannya mengaktifkan tahap satu tembakan yang terkait pada setiap tepi jatuh dari pulsa input frekuensi yang diumpankan.

Diagram Sirkuit

Input referensi ambang batas untuk pembanding detektor adalah sekitar –0,7V. Dalam kasus di mana input frekuensi mungkin lebih rendah dari 5V, jaringan pembagi potensial R6 / R7 dapat disesuaikan dengan tepat untuk mengubah level referensi dan untuk memungkinkan deteksi yang tepat dari input frekuensi level rendah oleh opamp.

Seperti yang ditunjukkan di grafik di artikel sebelumnya , nilai C1 dapat dipilih tergantung pada rentang skala penuh dari pemicu input frekuensi.

C2 bertanggung jawab untuk menyaring dan menghaluskan bentuk gelombang tegangan keluaran, nilai C2 yang lebih besar membantu mencapai kontrol yang lebih baik atas riak tegangan di seluruh keluaran yang dihasilkan, tetapi responsnya lamban terhadap frekuensi masukan yang berubah-ubah dengan cepat, sedangkan nilai C2 yang lebih kecil menyebabkan penyaringan yang buruk tetapi menawarkan respon cepat dan penyesuaian dengan frekuensi input yang berubah cepat.

Nilai R1 dapat disesuaikan untuk mencapai rentang tegangan keluaran defleksi skala penuh yang disesuaikan dengan referensi ke rentang frekuensi masukan skala penuh yang diberikan.

Bagaimana Rangkaian Konverter Frekuensi ke Tegangan Bekerja

Operasi dasar dari rangkaian konverter frekuensi ke tegangan yang diusulkan didasarkan pada teori muatan dan keseimbangan. Frekuensi sinyal input dihitung agar sesuai dengan ekspresi V) (dalam) / R1, dan nilai ini diproses oleh opamp IC yang relevan melalui integrasi dengan bantuan C2. Hasil dari integrasi ini menimbulkan tegangan keluaran integrasi ramp yang menurun.

Sementara hal di atas terjadi, tahap satu-shot berikutnya dipicu, menghubungkan arus referensi 1mA dengan input integrator selama operasi satu-shot.

“menjelaskan kernel windows, termasuk dua komponen utamanya. ”

Hal ini pada gilirannya membalik respons ramp keluaran dan menyebabkannya naik ke atas, ini berlanjut saat satu tembakan ON, dan segera setelah periode berlalu, jalan sekali lagi dipaksa untuk mengubah arahnya dan menyebabkan untuk kembali ke penurunan ke bawah pola.

Menghitung Frekuensi

Proses respons osilasi di atas memungkinkan keseimbangan muatan yang berkelanjutan (arus rata-rata) melintasi arus sinyal input dan arus referensi, yang diselesaikan dengan persamaan berikut:

I (dalam) = IR (ave)
V (dalam) / R1 = fo tos
(1ma)
Dimana fo adalah frekuensi pada outputt adalah periode satu tembakan = 7500 C1 (Frarad)

Nilai untuk R1 dan C1 dipilih secara tepat sehingga menghasilkan siklus kerja 25% pada rentang frekuensi keluaran skala penuh. Untuk FSD yang mungkin di atas 200kHz, nilai yang disarankan akan menghasilkan sekitar 50% siklus kerja.

Petunjuk Aplikasi:

Area aplikasi terbaik untuk penjelasan di atas rangkaian konverter frekuensi ke tegangan Di sinilah kebutuhan menuntut penerjemahan data frekuensi menjadi data tegangan.

Misalnya sirkuit ini dapat digunakan di takometer , dan untuk mengukur kecepatan motor dalam rentang tegangan.

Sirkuit ini dapat digunakan untuk membuat sederhana spedometer untuk kendaraan roda 2 termasuk sepeda dll.

IC yang dibahas juga dapat digunakan untuk mencapai pengukur frekuensi yang sederhana, murah namun akurat di rumah, menggunakan voltmeter untuk membaca konversi keluaran.

3) Menggunakan IC LM2917

Ini adalah seri IC bagus lainnya yang dapat digunakan untuk banyak aplikasi rangkaian yang berbeda. Pada dasarnya ini adalah IC konverter frekuensi ke tegangan (tachometer) dengan banyak fitur menarik. Mari pelajari lebih lanjut.

Spesifikasi Listrik Utama

Fitur utama dari IC LM2907 ad LM2917 digarisbawahi sebagai berikut:

“jenis perangkat biometrik termasuk: ”

Pin tachometer input yang dirujuk ke ground dapat langsung dibuat kompatibel dengan semua jenis pick up magnetik yang memiliki keengganan yang berbeda-beda.
Pin output dihubungkan dengan transistor kolektor umum yang diatur secara internal yang mampu tenggelam hingga 50mA. Ini dapat mengoperasikan bahkan relai atau solenoida secara langsung tanpa transistor buffer eksternal, LED dan lampu juga dapat diintegrasikan dengan output termasuk, dan tentu saja dapat bersumber ke input CMOS.
Chip dapat menggandakan frekuensi riak rendah.
Input tachometer memiliki histeresis bawaan.
Input takometer yang direferensikan ke tanah sepenuhnya terlindungi dari ayunan frekuensi input yang melebihi tegangan suplai IC atau potensial negatif di bawah nol.

Detail pinout dari berbagai paket IC LM2907 dan LM2917 yang tersedia dapat disaksikan pada gambar yang diberikan di bawah ini:

Area aplikasi utama IC ini adalah:

Sensor Kecepatan : Dapat digunakan untuk merasakan kecepatan rotasi atau laju elemen bergerak
Pengonversi Frekuensi: Untuk mengubah frekuensi menjadi perbedaan potensial yang bervariasi secara linier
Sensor sakelar sentuh berbasis getaran

Otomotif

Chip tersebut menjadi sangat berguna di bidang otomotif, seperti yang diberikan di bawah ini:

Spedometer: Di dalam kendaraan untuk mengukur kecepatan
Breaker Point Dwell Meter: Juga merupakan aplikasi alat ukur terkait mesin kendaraan.
Handy Tachometer: Chip dapat digunakan untuk membuat takometer genggam.
Pengontrol Kecepatan: Perangkat dapat diterapkan dalam kontrol kecepatan atau instrumen pengatur kecepatan
Aplikasi menarik lainnya dari IC LM2907 / LM2917 meliputi: cruise control, kontrol kunci pintu otomotif, kontrol kopling, kontrol klakson.

Peringkat maksimum mutlak

(artinya peringkat yang tidak boleh terlampaui, dari IC adalah)

Tegangan suplai = 28V
Pasokan saat ini = 25mA
Tegangan kolektor transistor internal = 28V
Tegangan input tachomter diferensial = 28V
Rentang tegangan input = +/- 28V
Disipasi daya = 1200 hingga 1500 mW

Parameter kelistrikan lainnya

Penguatan tegangan = 200V / mV

Output Sink saat ini = 40 hingga 50mA

Fitur dan keunggulan mencolok dari IC ini

Output tidak merespon frekuensi nol, dan menghasilkan tegangan nol pada output juga.
Volatge keluaran dapat dengan mudah dihitung dengan rumus: VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
Jaringan RC sederhana memutuskan fitur penggandaan frekuensi IC.
Penjepit zener pada chip menghasilkan frekuensi yang diatur dan distabilkan ke konversi tegangan atau arus (hanya di LM2917s)

Diagram koneksi khas dari IC LM2907 / LM2917 ditunjukkan di bawah ini: