Spriegums uz frekvences pārveidotāju, izmantojot ad654

Sprieguma-frekvences pārveidotājs (VFC) ir oscilators, kas izstaro kvadrātveida viļņu, kura frekvence ir lineāri proporcionāla tā ieejas spriegumam. Izejas kvadrātveida viļņu var tieši ievadīt mikrokontrollera digitālajā tapā, lai precīzi izmērītu līdzstrāvas ieejas spriegumu, kas nozīmē, ka ieejas spriegumu var izmērīt, izmantojot 8051 vai jebkuru citu mikrokontrolleru, kuram nav iebūvēta ADC.

VFC bieži maldina ar sprieguma kontrolētu oscilatoru (VCO), taču VFC ir daudz priekšrocību un uzlabotu veiktspējas specifikāciju, kuru (VCO) nav, piemēram, dinamiskā diapazona, zemas linearitātes kļūdas, stabilitātes ar temperatūru un barošanas spriegumu un daudz ko citu. VFC otrādi ir iespējams arī frekvences pārveidošana spriegumā, ko mēs jau demonstrējām iepriekšējā apmācībā.

Šeit IC AD654 tiek izmantots šajā ķēdē, lai parādītu darbību, kas ir monolīts spriegums frekvences pārveidotājam. Osciloskops tiek izmantots arī, lai parādītu izejas kvadrātveida vilni.

IC AD654

AD654 ir sprieguma uz frekvences pārveidotāju IC un nāk ar 8 kontaktu DIP paketi. To veido ieejas pastiprinātājs, ļoti precīzs iebūvēts oscilators un lielas strāvas atvērta kolektora izejas draiveris, kas ļauj IC vadīt līdz 12 TTL slodzēm, optronus, garus kabeļus vai līdzīgas slodzes, un to var darbināt starp (5-30) voltiem. Vēl viena lieta, kas jāpiemin, ir tā, ka atšķirībā no citiem IC, AD654 IC izvada kvadrātveida vilni, tāpēc mikrokontrollerim ir viegli izmērīt rādījumus. Dažas no interesantākajām šīs mikroshēmas īpašībām, kas uzskaitītas zemāk.

Iespējas:

• Plašs ieejas spriegums ± 30 V
• Pilna mēroga frekvence līdz 500 kHz
• Augsta ieejas pretestība 125MΩ,
• Zems dreifs (4 µV / ° C)
• 2,0 mA klusuma strāva
• Zems nobīde 1 mV
• Minimāla prasība pēc ārējiem komponentiem

Nepieciešamās sastāvdaļas

Sl. Nē	Daļas	Tips	Daudzums
1	AD654	IC	1
2	LM7805	Sprieguma regulatora IC	1
3	1000pF	Kondensators	1
4	0.1uF	Kondensators	1
5	470uF, 25V	Kondensators	1
6	10 tūkstoši, 1%	Rezistors	4
7	Potenciometrs, 10K	Mainīgs rezistors	1
8	Barošanas bloks	12 V, līdzstrāva	1
9	Viena gabarīta vads	Vispārējs	6
10	Maizes dēlis	Vispārējs	1

Shematiska diagramma

Šīs sprieguma līdz frekvences pārveidotāja shēmas shēma ir ņemta no datu lapas un tika pievienoti daži ārējie komponenti, lai modificētu ķēdi šai demonstrācijai

Šī shēma ir konstruēta uz bez lodēšanas paneļa ar komponentiem, kas parādīti shēmā, demonstrēšanas nolūkiem pastiprinātāja ieejas sadaļā tiek pievienots potenciometrs, lai mainītu ieejas spriegumu, un ar to mēs varam novērot izejas izmaiņas.

Piezīme! Visas sastāvdaļas ir izvietotas pēc iespējas tuvāk, lai samazinātu parazitārās kapacitātes induktivitāti un pretestību.

Kā ierīce darbojas?

Iekšējais darbības pastiprinātājs tiek izmantots kā ieeja, un tas ir paredzēts, lai pārveidotu ieejas spriegumu, lai vadītu NPN sekotāja strāvu, ja strāvai tiek nodrošināta 1mA piedziņas strāva uz frekvences pārveidotāju. Tas uzlādē ārējo laika kondensatoru, un šī shēma ļauj oscilatoram nodrošināt nelinearitāti visā sprieguma diapazonā no 100 nA līdz 2mA. Šī izeja nonāk arī izejas draiverī, kas ir tikai NPN jaudas tranzistors ar atvērtu kolektoru, no kura mēs varam iegūt izvadi

Aprēķini

Lai teorētiski aprēķinātu ķēdes izejas frekvenci, var izmantot šādu formulu

Fout = Vin / 10 * Rt * Ct

Kur,

• Fout ir izejas frekvence
• Vin ir ķēdes ieejas spriegums,
• Rt ir RC oscilatora rezistors
• Ct ir Rc oscilatora kondensators

Piemēram,

• Vin jābūt 0,1 V vai 100 mV
• Rt ir 10000K vai 10K
• Ct ir 0,001 uF vai 1000 pF

Fout = 0,1 / (10 * 10 * 0,001) Fout = 1 KHz

Tātad, ja ķēdes ieejai tiek piemērots 0,1 V, mēs izvadē saņemsim 1 kHz

Sprieguma un frekvences pārveidotāja pārbaude

Lai pārbaudītu ķēdi, tiek izmantoti šādi rīki

1. 12V slēdža režīma barošanas avots (SMPS)
2. Meco 108B + multimetrs
3. Hantech 600BE USB datora osciloskops

Lai izveidotu ķēdi, tiek izmantoti 1% metāla plēves rezistori, un kondensatoru pielaide netiek ņemta vērā. Pārbaudes laikā istabas temperatūra bija 22 grādi pēc Celsija

Pārbaudīt iestatīšanu

Kā redzat, līdzstrāvas ieejas spriegums ir 11,73 V

Un spriegums pie IC ieejas tapas ir 104,8 mV

Šeit jūs varat redzēt, kā mana DSO izeja ir 1,045 kHz.

Tālāk ir sniegts detalizēts video par darba ķēdi, kur tika ievadītas vairākas ieejas un mainīta frekvence ieejas sprieguma attiecībās.

Papildu uzlabošana

Veicot shēmu uz PCB, stabilitāti var uzlabot, precizitātes uzlabošanai var izmantot arī rezistorus un kondensatorus ar 0,5% pielaidi. Šīs ķēdes vissvarīgākā daļa ir RC oscilatora sekcija, tāpēc RC oscilators ir jānovieto pēc iespējas tuvāk ieejas tapām, pretējā gadījumā palaišanas kapacitāte un PCB pēdu pretestība vai komponents var samazināt ķēdes precizitāti.

Pieteikumi

Tas ir ļoti noderīgs IC, un to var izmantot daudzām lietojumprogrammām, dažas no tām ir uzskaitītas zemāk

• AD654 VFC kā ADC
• Frekvences dubultotājs
• Temperatūras sensors ar termopāri
• Sprieguma mērītājs
• Funkciju ģenerators
• Pašnoteiktais precizitātes pulkstenis

Es ceru, ka jums patika šis raksts un uzzinājāt no tā kaut ko jaunu. Ja jums ir kādas šaubas, varat jautāt zemāk esošajos komentāros vai arī izmantot mūsu forumus detalizētai diskusijai.