цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками


Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками

Автор: Mike(admin) от 13-02-2020, 23:55

Схема преобразователя напряжение-частота на основе AD654


Преобразователь напряжения в частоту – это генератор, который выдает прямоугольный сигнал, частота которого линейно пропорциональна входному напряжению. Прямоугольный сигнал на выходе может быть напрямую подан на цифровой вывод микроконтроллера для точного измерения входного напряжения постоянного тока, что означает, что входное напряжение можно измерить с помощью любого микроконтроллера, который не имеет встроенного АЦП.


Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками

Преобразователь напряжения в частоту часто ошибочно принимают за генератор, управляемый напряжением (ГУН), но преобразователь напряжение-частота имеет много преимуществ и улучшенных технических характеристик, которых нет у ГУН, таких как динамический диапазон, низкая погрешность линейности, стабильность при температуре и напряжении питания и многое другое , И наоборот, преобразователь напряжение-частота также является возможным средством преобразования частоты в напряжение.


Здесь в этой схеме используется микросхема AD654 для демонстрации работы преобразователя, которая представляет собой монолитный преобразователь напряжения в частоту.


AD654

AD654 поставляется в 8-контактном DIP-корпусе. Он состоит из входного усилителя, очень точного встроенного генератора и мощного выходного драйвера с открытым коллектором, который позволяет микросхеме управлять до 12 нагрузками TTL, оптопарами, длинными кабелями или аналогичными нагрузками, и может работать в диапазоне напряжения между 5-30 вольт. Следует также отметить, что, в отличие от других микросхем, микросхема AD654 выдает прямоугольный сигнал, поэтому микроконтроллеру будет легко измерить показания.


Принципиальная схема преобразователя напряжения в частоту приведена далее.


Схема преобразователя напряжение-частота на основе AD654

Эта схема с целью тестирования была собрана на макетной без припоя с компонентами, показанными на схеме, для демонстрации добавлен потенциометр во входной секции усилителя для изменения входного напряжения, благодаря этому мы можем наблюдать изменение на выходе. Все компоненты расположены как можно ближе, чтобы уменьшить индуктивность и сопротивление паразитной емкости.


В качестве источника входного сигнала используется внутренний операционный усилитель, который предназначен для преобразования входного напряжения в ток возбуждения для повторителя NPN, когда ток возбуждения 1 мА подается на преобразователь частоты. Он заряжает внешний синхронизирующий конденсатор, и эта схема позволяет генератору обеспечивать нелинейность во всем диапазоне напряжений от 100 нА до 2 мА. Этот выходной сигнал также идет к выходному драйверу, который является просто силовым транзистором NPN с открытым коллектором, из которого мы можем получить выходное напряжение.


Чтобы рассчитать выходную частоту цепи теоретически, можно использовать следующую формулу: Fout = Vin / 10*Rt*Ct.


Здесь Fout – выходная частота, Vin – входное напряжение цепи, Rt – резистор для RC-генератора, Ct – конденсатор для RC-генератора.


Например, при Vin = 100 мВ, Rt = 10 КОм, Ct = 1000 пФ имеем: Fout = 0.1 / (10 * 10 * 0.001) = 1 КГц.


Таким образом, если на вход схемы подано 0,1 В, мы получим 1 кГц на выходе.


Для проверки схемы использовались следующие инструменты: импульсный источник питания 12 В, мультиметр Meco 108B+, Осциллограф USB-ПК Hantech 600BE.


Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками

Как видите, входное напряжение постоянного тока составляет 11,73 В.


Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками

А напряжение на входном выводе микросхемы составляет 104,8 мВ.


Простой преобразователь напряжения в частоту своими руками

На осциллографе можно увидеть выходной сигнал с частотой 1.045 кГц.




© digitrode.ru





Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий