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今天是頻率電壓轉(zhuǎn)換器，主要是以下幾個方面：
- 1、頻率電壓轉(zhuǎn)換器是什么？
- 2、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路工作原理
- 3、基于 TC9400 IC的頻率電壓轉(zhuǎn)換器電路
- 4、使用 LM331 的頻率電壓轉(zhuǎn)換器
- 5、使用 VFC32 配置的頻率電壓轉(zhuǎn)換器
- 6、使用 IC LM2917 的頻率電壓轉(zhuǎn)換器
顧名思義，頻率電壓轉(zhuǎn)換器是將輸入頻率信號轉(zhuǎn)換為電壓輸出的電子設(shè)備 。負(fù)責(zé)正弦輸入頻率轉(zhuǎn)換的組件包括電阻電容網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器 。
運(yùn)算放大器進(jìn)行信號處理，而電容網(wǎng)絡(luò)消除紋波頻率或頻率相關(guān)的紋波 。
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運(yùn)算放大器和 RC 網(wǎng)絡(luò)電路圖
在大多數(shù)情況下 ， 輸入信號頻率范圍為 0 至 10kHz，而輸出約為 0 至 -10V 。
二、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路工作原理
解釋該設(shè)備的最簡單方法是使用框圖 。
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一種頻率電壓轉(zhuǎn)換器電路圖
電容充電到一定水平后，它會放電到連接的積分器或低通電路中 ， 這種充電和放電過程發(fā)生在輸入信號的所有頻率周期 。
單次多諧振蕩器和精密開關(guān)產(chǎn)生高達(dá)特定幅度和周期的頻率脈沖，該脈沖進(jìn)入平均網(wǎng)絡(luò) 。之后，該濾波器的輸出為直流電壓，完成轉(zhuǎn)換 。
三、基于TC9400 IC的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路
你可以在電壓頻率轉(zhuǎn)換器電路中連接 TC9400 IC ， 反之亦然 。要制作轉(zhuǎn)換器，你需要以下組件：
1、元器件組件
- 九個電阻
- 一個微調(diào)電位器
- 兩個二極管
- 五個電容
- 一鍵式電路
- 充放電控制單元
- 積分運(yùn)算放大器
- 3uS延時電路
- 所有必要的驅(qū)動程序
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基于TC9400芯片的頻率轉(zhuǎn)電壓電路圖
2、工作原理
轉(zhuǎn)換從信號輸入頻率流入的引腳 11（內(nèi)部比較器的非反相輸入）開始 。觸發(fā)比較器的最小頻率應(yīng)為 +/-200mV，低于此值的任何正弦波頻率都將不起作用 。
一旦頻率波變?yōu)樨?fù)值，內(nèi)部比較器就會切換到低電平 。低電平時，3uS 延遲電路激活 C4 充電/放電電路，將其連接到參考電壓 。同時，積分電容 C5 也充電到特定的電壓量 。電位差當(dāng)發(fā)生此電源電壓操作時 ， 引腳 2 和 7 之間形成參考電壓 。
另一方面，當(dāng)頻率信號波越過正側(cè)時，內(nèi)部比較器的輸出變高 。此高輸出禁用 C4 充電/放電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致 C4 引線短路 。然而，C5 兩端的電壓被保留，因?yàn)槲ㄒ豢捎玫姆烹娐窂?(R10) 具有非常高的電阻 (1M) 。
因此，存儲在 C5 的電壓成為輸出電壓，而 R9 設(shè)置芯片中的偏置電流 。分壓器網(wǎng)絡(luò)由 R6 和 R7 組成，它負(fù)責(zé)確保輸入信號的閾值始終跟蹤電源電壓 。二極管 D2是鉗位電路中的主要元件，它可以防止輸入頻率信號在負(fù)值上走得太遠(yuǎn)而無法打開比較器 。因此，它充當(dāng)電平轉(zhuǎn)換器 。你可以通過調(diào)節(jié)電位器R3來校準(zhǔn)電路，在沒有輸入信號時得到0V的輸出 。
五、使用 LM331 的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路
LM331 是一款高精度頻率電壓轉(zhuǎn)換器，也可用作電壓頻率轉(zhuǎn)換器 。它提供出色的線性度和寬動態(tài)范圍，是多種應(yīng)用的理想特性 。該電路非常簡單，因?yàn)槟阒恍枰韵陆M件：
- 六個電阻
- 一個微調(diào)電位器
- 三個電容
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基于 LM331 IC 的頻率電壓轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換首先使用 C3 和 R7 對輸入頻率進(jìn)行微分，然后通過引腳 6 將脈沖饋入芯片 。在頻率正弦波的負(fù)周期中 ， 內(nèi)置比較器激活定時器電路（R1 和 C1） 。
在任何時候，流出IC的電流總是與輸入信號和定時電路值成正比 。同樣 ， 輸出電壓將與 R4（負(fù)載電阻）的頻率信號成正比 。
六、使用 VFC32 配置的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路
使用 VFC32 配置時，500pF 電容和 12K 和 2.2K 電阻形成輸入信號的電容網(wǎng)絡(luò) 。這些組件使比較器的輸入與 5V 邏輯觸發(fā)器兼容 。然后比較器在輸入頻率波的每個下降沿切換到相關(guān)的單次觸發(fā)級 。
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基于 VFC32 IC 的頻率電壓轉(zhuǎn)換器
在該電路中，為比較器設(shè)置的參考閾值輸入約為 -0.7V 。因此，如果輸入信號低于 5V，可以相應(yīng)地調(diào)整分壓網(wǎng)絡(luò) 。電容C2負(fù)責(zé)輸出電壓波形的平滑濾波 。較大的 C2 值可以更好地控制輸出中的電壓紋波，盡管對變化的輸入頻率信號的響應(yīng)可能很慢 。
另一方面 ， 低 C2 值會導(dǎo)致紋波過濾不良，但對快速變化的頻率的響應(yīng)很快 。該系統(tǒng)使用充電和平衡理論運(yùn)行，使用輸出斜坡在改變方向之前觸發(fā)一次性階段 。
七、使用 IC LM2917的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路
LM2907 和 LM2917 在許多方面都相似 ， 它們的電氣規(guī)格包括以下內(nèi)容：
- 可以使低紋波頻率加倍 。
- 轉(zhuǎn)速計(jì)輸入內(nèi)置遲滯 。
- 以地為參考的轉(zhuǎn)速計(jì)引腳可以直接與所有具有不同磁阻的磁性傳感器兼容 。
- 接地參考轉(zhuǎn)速計(jì)不受超過芯片電源電壓的輸入信號頻率變化或低于零的 -ve 電位的影響 。
- 連接到內(nèi)部公共集電極晶體管的輸出引腳可吸收高達(dá) 50mA 的電流 。因此，它可以直接操作螺線管、與輸出集成或充當(dāng)CMOS輸入 。
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LM2917芯片引腳圖
該芯片的最大額定值為：
- 28V電源電壓
- 25mA 電源電流
- 28V內(nèi)部晶體管集電極電壓
- 28V差分轉(zhuǎn)速計(jì)輸入電壓
- +/-28V 輸入電壓范圍
- 1200-1500mW 功耗
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