Boltahe sa converter ng dalas gamit ang ad654

Ang isang voltage-to-frequency converter (VFC) ay isang oscillator na naglalabas ng isang square-wave, na ang dalas ay linear na proporsyonal sa input boltahe nito. Ang output square wave ay maaaring direktang pinakain sa isang digital pin ng isang microcontroller upang tumpak na masukat ang DC input voltage, na nangangahulugang ang input boltahe ay maaaring masukat gamit ang 8051 o anumang iba pang microcontroller na walang anumang built-in na ADC.

Ang VFC ay madalas na nagkakamali sa boltahe na kontrolado ng boltahe (VCO), ngunit ang mga VFC ay maraming pakinabang at pinahusay na mga pagtutukoy ng pagganap na wala sa isang (VCO), tulad ng pabuong saklaw, mababang error sa linearity, katatagan na may temperatura at supply boltahe at marami pa. Ang kabaligtaran ng VFC ay posible ring nangangahulugang dalas sa conversion ng boltahe, na ipinakita na namin sa nakaraang tutorial.

Dito ginagamit ang IC AD654 sa circuit na ito upang maipakita ang operasyon, na isang boltahe na monolitik sa isang converter ng dalas. Ginagamit din ang isang osiloskoup upang maipakita ang output square wave.

IC AD654

Ang AD654 ay isang boltahe sa frequency converter IC at dumating sa isang 8-pin DIP package. Ginawa ito mula sa isang input amplifier, isang napaka-tumpak na built-in oscillator at isang mataas na kasalukuyang bukas na driver ng output ng kolektor na nagpapahintulot sa IC na magmaneho ng hanggang sa 12 mga karga ng TTL, mga optocoupler, mahabang kable, o mga katulad na pag-load, at maaaring mapatakbo sa pagitan ng (5-30) Volts. Ang isa pang bagay na banggitin ay, hindi tulad ng ibang mga IC, ang AD654 IC ay naglalabas ng isang square wave, kaya madali para sa isang microcontroller na sukatin ang mga pagbasa. Ang ilan sa mga pinaka-kagiliw-giliw na tampok ng chip na ito na nakalista sa ibaba.

Mga Tampok:

Malawak na Boltahe ng Pag-input ± 30 V
Full-scale dalas ng hanggang sa 500 kHz
Mataas na Impedance ng Input na 125MΩ,
Mababang naaanod (4 µV / ° C)
2.0 mA Quiescent Kasalukuyan
Mababang offset 1 mV
Isang minimal na kinakailangan para sa mga panlabas na bahagi

Kinakailangan ang Mga Bahagi

Sl. Hindi	Mga Bahagi	Uri	Dami
1	AD654	IC	1
2	LM7805	Voltage Regulator IC	1
3	1000pF	Kapasitor	1
4	0.1uF	Kapasitor	1
5	470uF, 25V	Kapasitor	1
6	10K, 1%	Resistor	4
7	Potensyomiter, 10K	Variable Resistor	1
8	Power Supply Unit	12V, DC	1
9	Single Gauge Wire	Generic	6
10	Breadboard	Generic	1

Diagram ng Skematik

Ang eskematiko para sa Voltage to Frequency converter circuit na ito ay kinuha mula sa datasheet at ang ilang mga panlabas na sangkap ay idinagdag upang baguhin ang circuit para sa demonstrasyong ito

Ang circuit na ito ay itinayo sa isang solderless breadboard na may mga sangkap na ipinapakita sa eskematiko, para sa mga layunin ng pagpapakita isang potensyomiter ay idinagdag sa seksyon ng input ng amplifier upang maiiba ang input boltahe at kasama nito, maaari nating obserbahan ang pagbabago sa output.

Tandaan! Ang lahat ng mga bahagi ay inilalagay nang malapit hangga't maaari upang mabawasan ang parasitiko capacitance inductance at paglaban.

Paano gumagana ang Device?

Ang panloob na amplifier ng pagpapatakbo ay ginagamit bilang input, at naroroon ito upang mai-convert ang input boltahe upang humimok ng kasalukuyang para sa tagasunod ng NPN kapag ang isang kasalukuyang drive ng 1mA ay ibinibigay sa kasalukuyang sa isang converter ng dalas. Siningil nito ang panlabas na kapasitor ng oras at pinapayagan ng scheme na ito ang oscillator na magbigay ng hindi linyar sa kabuuang saklaw ng boltahe na 100 nA hanggang 2mA. Ang output na ito ay pupunta rin sa isang output driver na kung saan ay isang NPN power transistor lamang na may isang bukas na kolektor na kung saan maaari nating makuha ang output

Kalkulasyon

Upang makalkula ang dalas ng output ng circuit nang teoretikal, maaaring magamit ang sumusunod na pormula

Fout = Vin / 10 * Rt * Ct

Kung saan,

Ang Fout ay ang dalas ng output
Ang Vin ay ang input boltahe ng circuit,
Ang Rt ay ang risistor para sa oscillator ng RC
Ang Ct ay ang kapasitor para sa Rc oscillator

Halimbawa,

Vin magiging 0.1V o 100mV
Ang Rt ay 10000K o 10K
Ct maging 0.001uF o 1000pF

Fout = 0.1 / (10 * 10 * 0.001) Fout = 1 KHz

Kaya, kung ang 0.1V ay inilapat sa input ng circuit makakakuha kami ng 1kHz sa output

Boltahe sa Pagsubok ng Frequency Converter

Upang subukan ang circuit, ginagamit ang mga sumusunod na tool

12V Switch Mode Power Supply (SMPS)
Meco 108B + Multimeter
Hantech 600BE USB PC Oscilloscope

Upang maitayo ang circuit, ginagamit ang 1% Metal Film Resistors at ang pagpapaubaya ng mga capacitor ay hindi isinasaalang-alang. Ang temperatura ng kuwarto ay 22 degree Celsius habang sinusubukan

Test setup

Tulad ng nakikita mo ang boltahe ng input ng DC ay 11.73 V

At ang boltahe sa input pin ng IC ay 104.8 mV

Dito makikita mo ang output sa aking DSO ay 1.045 kHz.

Ang isang detalyadong video ng gumaganang circuit ay ibinibigay sa ibaba kung saan maraming mga input ang ibinigay at binago ang dalas sa ratio ng boltahe ng pag-input.

Karagdagang Pagpapahusay

Sa pamamagitan ng paggawa ng circuit sa isang PCB ang katatagan ay maaaring mapabuti, din resistors at capacitors na may 0.5% tolerances ay maaaring magamit upang mapabuti ang kawastuhan. Ang pinakamahalagang bahagi ng circuit na ito ay ang seksyon ng RC oscillator, kaya't ang oscillator ng RC ay dapat na mailagay hangga't maaari sa mga input pin kung hindi man, simulan ang kapasidad at paglaban ng mga bakas ng PCB o ang sangkap ay maaaring mabawasan ang kawastuhan ng circuit.

Mga Aplikasyon

Ito ay isang napaka-kapaki-pakinabang na IC at maaaring magamit para sa maraming mga application, ang ilan sa mga ito ay nakalista sa ibaba

AD654 VFC bilang isang ADC
Doubler ng Frequency
Temperatura sensor na may thermocouple
Pagsukat ng salaan
Function Generator
Self-Biasing Precision Clock

Inaasahan kong nagustuhan mo ang artikulong ito at may natutunan na bago dito. Kung mayroon kang anumang pagdududa maaari kang magtanong sa mga komento sa ibaba o maaaring magamit ang aming mga forum para sa detalyadong talakayan.