Obvod měniče napětí na frekvenci převádí proporcionálně se měnící vstupní napětí na proporcionálně se měnící výstupní frekvenci.

První konstrukce využívá IC VFC32, což je zařízení s pokročilým převodníkem napětí na kmitočet od společnosti BURR-BROWN, které je speciálně navrženo pro produkci extrémně proporcionální frekvenční odezvy na přiváděné vstupní napětí pro danou aplikaci obvodu měniče napětí na kmitočet.

Jak zařízení funguje

Pokud se vstupní napětí mění, sleduje to výstupní frekvence a mění se úměrně s velkou mírou přesnosti.

Výstup IC je ve formě tranzistoru s otevřeným kolektorem, který jednoduše potřebuje externí pull up rezistor spojený se zdrojem 5 V, aby byl výstup kompatibilní se všemi standardními zařízeními CMOS, TTL a MCU.

Lze očekávat, že výstup z tohoto IC bude vysoce imunní vůči šumu a bude mít vynikající linearitu.

Plný rozsah výstupního převodu je určen zahrnutím externího rezistoru a kondenzátoru, které mohou být dimenzovány tak, aby získaly přiměřeně široký rozsah odezvy.

Hlavní vlastnosti VFC32

Zařízení VFC32 je také vybaveno funkcí práce opačným způsobem, to znamená, že může být nakonfigurováno tak, aby fungovalo také jako převodník frekvence na napětí, s podobnou přesností a účinností. Budeme o tom diskutovat v našem dalším článku podrobně.

IC může být zakoupeno v různých balíčcích, jak to vyhovuje vašim potřebám aplikace.

“Schéma zapojení ovladače 10 wattů ”

První obrázek níže zobrazuje standardní konfiguraci obvodu měniče napětí na kmitočet, kde R1 se používá pro nastavení rozsahu detekce vstupního napětí.

Povolení úplné detekce

Pro získání detekce vstupu v plném rozsahu 0 až 10 V lze zvolit odpor 40k, dalších rozsahů lze dosáhnout jednoduchým řešením následujícího vzorce:

R1 = Vfs / 0,25 mA

R1 musí být přednostně typ MFR, aby byla zajištěna lepší stabilita. Nastavením hodnoty R1 lze snížit dostupný rozsah vstupního napětí.

Pro dosažení nastavitelného výstupu je zaveden rozsah FSD C1, jehož hodnota může být vhodně zvolena pro přiřazení libovolného požadovaného rozsahu převodu výstupní frekvence, zde na obrázku je vybrána tak, aby poskytovala stupnici od 0 do 10 kHz pro vstupní rozsah od 0 do 10V.

Je však třeba poznamenat, že kvalita C1 může přímo ovlivnit nebo ovlivnit linearitu nebo přesnost výstupu, proto se doporučuje použít vysoce kvalitní kondenzátor. Tantal se možná stane dobrým kandidátem pro tento typ aplikačního pole.

Pro vyšší rozsahy řádově 200 kHz a vyšší může být zvolen větší kondenzátor pro C1, zatímco R1 může být fixován na 20k.

Přidružený kondenzátor C2 nemusí nutně mít vliv na fungování C1, avšak hodnota C2 nesmí překročit danou hranici. Hodnota pro C2, jak je znázorněno na obrázku níže, by neměla být snížena, i když zvýšení její hodnoty nad to může být v pořádku

Frekvenční výstup

Frekvenční pinout IC je interně konfigurován jako tranzistor s otevřeným kolektorem, což znamená, že výstupní stupeň spojený s tímto pinem bude mít pro navrhovanou konverzi napětí na frekvenci pouze odezvu klesajícího napětí / proudu (logicky nízká).

Abychom z tohoto zapojení získali střídavou logickou odezvu namísto pouze odezvy „klesajícího proudu“ (logická nízká), musíme připojit externí pull up rezistor s napájením 5 V, jak je uvedeno ve druhém schématu výše.

“regulátor napětí pro solární panely ”

Tím je zajištěna střídavě se měnící logická vysoká / nízká odezva v tomto pinoutu pro stupeň připojeného externího obvodu.

Možné aplikace

Vysvětlený obvod měniče napětí na frekvenci může být použit pro mnoho aplikací specifických pro uživatele a může být přizpůsoben pro jakýkoli relevantní požadavek. Jednou z takových aplikací by mohlo být vytvoření digitálního měřiče výkonu pro záznam spotřeby elektřiny pro danou zátěž.

Cílem je připojit rezistor snímající proud do série s danou zátěží a poté integrovat nárůst vyvíjejícího se proudu přes tento rezistor s výše vysvětleným obvodem měniče napětí na frekvenci.

Vzhledem k tomu, že proud vytvářený napříč snímacím odporem by byl úměrný spotřebě zátěže, byla by tato data přesně a proporcionálně převedena na frekvenci vysvětleným obvodem.

Frekvenční konverze by mohla být dále integrována do obvodu čítače kmitočtů IC 4033 pro získání digitálně kalibrovaného odečtu spotřeby zátěže, což by mohlo být uloženo pro budoucí posouzení.

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

2) Použití IC 4151

Další vysoce výkonný obvod měniče kmitočtu na napětí je postaven na několika komponentách a spínacím obvodu založeném na IC. Při hodnotách dílů uvedených ve schématu je poměr konverze dosažen s lineární odezvou cca. 1%. Když je použito vstupní napětí od 0 V do 10 V, převede se na úměrné velikosti výstupního napětí obdélníkové vlny 0 až 10 kHz.

Prostřednictvím potenciometru P1 lze obvod doladit, aby se zajistilo, že vstupní napětí 0 V generuje výstupní frekvenci 0 Hz. Komponenty odpovědné za stanovení frekvenčního rozsahu jsou rezistory R2, R3, R5, P1 spolu s kondenzátorem C2.

Použitím níže uvedených vzorců lze poměr převodu napětí na frekvenci transformovat, aby obvod fungoval extrémně dobře pro několik jedinečných aplikací.

Při určování součinu T = 1.1.R3.C2 musíte zajistit, aby toto bylo vždy pod polovinou minimální výstupní periody, což znamená, že kladný výstupní impuls by měl být vždy minimální, pokud je záporný.