電圧から周波数への変換回路は、比例して変化する入力電圧を比例して変化する出力周波数に変換します。

最初の設計は、特定の電圧から周波数への変換回路アプリケーションに対して、供給された入力電圧に対して非常に比例した周波数応答を生成するように特別に設計された、BURR-BROWNの高度な電圧から周波数への変換デバイスであるICVFC32を使用しています。

デバイスの機能

入力電圧が変化すると、出力周波数はこれに従い、比例して非常に正確に変化します。

ICの出力はオープンコレクタトランジスタの形式であり、出力をすべての標準CMOS、TTL、およびMCUデバイスと互換性があるようにするには、5Vソースに接続された外部プルアップ抵抗が必要です。

このICからの出力は、ノイズの影響を受けにくく、優れた直線性を備えていることが期待できます。

フルスケール範囲の出力変換は、外部抵抗とコンデンサを含めることで決定されます。これらは、適度に広い範囲の応答を取得するように寸法設定できます。

VFC32の主な機能

デバイスVFC32は、逆の方法で動作する機能も備えています。つまり、同様の精度と効率で、周波数-電圧コンバータのように動作するように構成できます。これについては、次の記事で詳しく説明します。

“アナログ回路とデジタル回路 ”

ICは、アプリケーションのニーズに合わせて、さまざまなパッケージで調達できます。

下の最初の図は、入力電圧の検出範囲を設定するためにR1が使用される標準の電圧-周波数変換器回路構成を示しています。

フルスケール検出の有効化

0〜10Vのフルスケール入力検出を取得するために40kの抵抗を選択できます。他の範囲は、次の式を解くだけで実現できます。

R1 = Vfs / 0.25mA

安定性を向上させるには、R1をMFRタイプにすることが望ましい。 R1の値を調整することにより、利用可能な入力電圧範囲を縮小することができます。

調整可能な出力FSD範囲を実現するためにC1が導入され、その値を適切に選択して、任意の出力周波数変換範囲を割り当てることができます。この図では、0〜10Vの入力範囲に対して0〜10kHzのスケールを与えるように選択されています。

ただし、C1の品質は出力の直線性や精度に直接影響する可能性があるため、高品質のコンデンサの使用をお勧めします。タンタルは、おそらくこのタイプのアプリケーション分野の良い候補になるでしょう。

200kHz以上のオーダーのより高い範囲では、C1に大きなコンデンサを選択し、R1を20kに固定することができます。

関連するコンデンサC2は、必ずしもC1の機能に影響を与えるとは限りませんが、C2の値が所定の制限を超えてはなりません。下の図に示すように、C2の値は下げないでください。ただし、この値を超えても問題ない場合があります。

周波数出力

ICの周波数ピン配列は、内部でオープンコレクタトランジスタとして構成されています。つまり、このピンに接続された出力段は、提案された電圧から周波数への変換に対して、シンク電圧/電流（ロジックロー）応答のみを経験します。

このピン配置から「シンク電流」（ロジックロー）応答だけでなく交流ロジック応答を得るには、上の2番目の図に示すように、外部プルアップ抵抗を5V電源に接続する必要があります。

これにより、接続された外部回路ステージのこのピン配置で、交互に変化するロジックの高/低応答が保証されます。

可能なアプリケーション

説明されている電圧から周波数への変換回路は、多くのユーザー固有のアプリケーションに使用でき、関連する要件に合わせてカスタマイズできます。そのようなアプリケーションの1つは、特定の負荷の電力消費量を記録するためのデジタル電力計を作成することです。

アイデアは、問題の負荷と直列に電流検出抵抗を接続し、次にこの抵抗の両端に蓄積された発生電流を上記の電圧-周波数変換回路と統合することです。

検出抵抗の両端に蓄積される電流は負荷消費量に比例するため、このデータは説明された回路によって正確かつ比例して周波数に変換されます。

周波数変換は、負荷消費のデジタル校正された読み取り値を取得するためにIC 4033周波数カウンタ回路とさらに統合することができ、これは将来の評価のために保存することができます。

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

2）IC4151を使用する

次の高性能周波数-電圧変換回路は、いくつかのコンポーネントとICベースのスイッチング回路を中心に構築されています。回路図に示されている部品の値を使用すると、変換の比率は約1の線形応答で達成されます。 1％。 0 V〜10 Vの入力電圧が印加されると、0〜10kHzの方形波出力電圧の比例した大きさに変換されます。