名前が示すように、周波数から電圧へのコンバータは、変化する周波数入力を対応して変化する出力電圧レベルに変換するデバイスです。
ここでは、IC 4151、IC VFC32、およびICLM2907を使用した3つの簡単で高度な設計について説明します。
1)IC4151を使用する
IC 4151を使用したこの周波数電圧変換回路は、その高い線形変換比が特徴です。示された部品値を使用すると、回路の変換比は約1 V / kHzであると予想できます。
周波数が0Hzの入力でDC電圧を使用すると、出力は対応する0 Vの電圧を生成します。出力での変換比は、入力二乗平均周波数のデューティサイクルの影響を受けません。
ただし、入力に正弦波周波数が適用されている場合、その状況では、信号をIC4151入力に導入する前にシュミットトリガーを通過させる必要があります。
別の変換率が必要な場合は、次の式を使用して計算できます。
V(out)/ f(in)= R3 x R7 x C2 / 0.486(R4 + P1)x [V / Hz]
T1 = 1.1 x R3 x C2
この回路は、電圧-周波数変換器の出力に結合することもでき、ケーブル抵抗が信号を減衰させる問題なしに、延長ケーブル接続を介してDC信号を送信する方法として使用できます。
2)VFC32構成の使用
前回の投稿では、シンプルなシングルチップについて説明しました 電圧から周波数への変換回路 ここでは、IC VFC32を使用して、同じICを使用して反対の周波数から電圧へのコンバータ回路アプリケーションを実現する方法を学習します。
次の図は、周波数から電圧へのコンバータ回路として機能できるようにする別の標準VFC32構成を示しています。
C3、R6、およびR7の容量性ネットワークによって形成される入力ステージにより、コンパレータ入力はすべての5Vロジックトリガーと互換性があります。コンパレータは、供給される周波数入力パルスの立ち下がりエッジごとに、関連するワンショットステージを切り替えます。
回路図
検出器コンパレータのしきい値基準入力セットは約–0.7Vです。周波数入力が5V未満の場合、分圧器ネットワークR6 / R7を適切に調整して、基準レベルを変更し、オペアンプによる低レベル周波数入力の適切な検出を可能にすることができます。
に示すように 前の記事のグラフ 、C1値は、周波数入力トリガーのフルスケール範囲に応じて選択できます。
C2は出力電圧波形のフィルタリングと平滑化を担当し、C2の値を大きくすると、生成された出力全体の電圧リップルをより適切に制御できますが、入力周波数が急激に変化すると応答が遅くなります。C2の値を小さくすると、フィルタリングが不十分になりますが、急速に変化する入力周波数による迅速な応答と調整。
R1値は、特定のフルスケール入力周波数範囲を参照して、カスタマイズされたフルスケールたわみ出力電圧範囲を実現するように調整できます。
周波数-電圧変換回路のしくみ
提案された周波数から電圧への変換回路の基本的な動作は、電荷と平衡の理論に基づいています。入力信号周波数は、式V)(in)/ R1に適合するように計算され、この値は、C2を使用した積分により、関連するICオペアンプによって処理されます。この積分の結果、ランプ積分の出力電圧が低下します。
上記が行われている間、次のワンショットステージがトリガーされ、ワンショット動作の過程で1mAの基準電流が積分器入力に接続されます。
“4種類の照明スイッチ ”
これにより、出力ランプの応答が反転して上向きに上昇します。これは、ワンショットがオンの間継続し、その期間が経過するとすぐに、ランプは再び方向を変えて下向きの下降に戻ります。パターン。
頻度の計算
上記の振動応答プロセスにより、入力信号電流と基準電流の両端の電荷(平均電流)の持続的なバランスが可能になります。これは、次の式で解かれます。
I(in)= IR(ave)
V(in)/ R1 = fo tos
(1ma)
ここで、foは出力での周波数であり、ワンショット周期= 7500 C1(フララッド)です。
R1とC1の値は、フルスケールの出力周波数範囲で25%のデューティサイクルが得られるように適切に選択されています。 200kHzを超える可能性のあるFSDの場合、推奨値は約50%のデューティサイクルを生成します。
アプリケーションのヒント:
上記で説明した最適なアプリケーション領域 周波数から電圧への変換回路 要件が周波数データの電圧データへの変換を要求する場所です。
たとえば、この回路は タコメータ 、および電圧範囲でのモーターの速度の測定用。
したがって、この回路は単純化するために使用できます スピードメーター 自転車などを含む二輪車用。
説明したICは、出力変換を読み取るために電圧計を使用して、家庭でシンプルで安価でありながら正確な周波数計を実現するためにも使用できます。
3)ICLM2917を使用する
これは、さまざまな回路アプリケーションに使用できるもう1つの優れたICシリーズです。基本的に、それは多くの興味深い機能を備えた周波数-電圧変換器(タコメータ)ICです。もっと学びましょう。
主な電気的仕様
IC LM2907およびLM2917の主な機能には、次のように下線が引かれています。
“単相および三相差 ”
- グランドを基準とする入力タコメータピンは、さまざまな磁気抵抗を持つあらゆる種類の磁気ピックアップと直接互換性を持たせることができます。
- 出力ピンは、最大50mAをシンクできる内部設定のコレクタ接地トランジスタにリンクされています。これは、外部バッファトランジスタなしでリレーやソレノイドを直接動作させることができ、LEDやランプを含む出力と統合することもでき、もちろんCMOS入力に供給することもできます。
- チップは低リップル周波数を2倍にすることができます。
- タコメータ入力にはヒステリシスが組み込まれています。
- 接地基準のタコメータ入力は、ICの供給電圧を超える入力周波数スイングまたはゼロ未満の負電位から完全に保護されています。
IC LM2907およびLM2917のさまざまな利用可能なパッケージのピン配置の詳細は、以下の画像で確認できます。
このICの主なアプリケーション分野は次のとおりです。
- スピードセンシング :回転速度や可動要素の速度を感知するために使用できます
- 周波数変換器:周波数を線形に変化する電位差に変換するため
- 振動ベースのタッチスイッチセンサー
自動車
このチップは、以下に示すように、自動車分野で特に有用になります。
- スピードメーター:速度を測定するための車両内
- ブレーカーポイントドウェルメーター:車両エンジン関連の測定器アプリケーションでもあります。
- ハンディタコメータ:このチップは、ハンドヘルドタコメータの作成に使用できます。
- 速度コントローラー:このデバイスは、速度制御または速度制御機器に適用できます。
- LM2907 / LM2917 ICの他の興味深いアプリケーションには、クルーズコントロール、自動車のドアロックコントロール、クラッチコントロール、ホーンコントロールが含まれます。
絶対最大定格
(ICの、超えてはならない定格を意味します)
- 供給電圧= 28V
- 供給電流= 25mA
- 内部トランジスタコレクタ電圧= 28V
- 差動タコメータ入力電圧= 28V
- 入力電圧範囲= + /-28V
- 消費電力= 1200〜1500 mW
その他の電気的パラメータ
電圧利得= 200V / mV
出力シンク電流= 40〜50mA
このICの印象的な機能と利点
- 出力はゼロ周波数に応答せず、出力でもゼロ電圧を生成します。
- 出力電圧は、次の式を使用して簡単に計算できます。VOUT= fIN×VCC×Rx×Cx
- 単純なRCネットワークがICの周波数倍増機能を決定します。
- オンチップツェナークランプは、安定化された安定化された周波数から電圧または電流への変換を生成します(LM2917のみ)
IC LM2907 / LM2917の一般的な接続図を以下に示します。
詳細については、これを参照できます 論文
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