Penukar voltan ke frekuensi menggunakan ad654

Penukar voltan ke frekuensi (VFC) adalah pengayun yang mengeluarkan gelombang persegi, yang frekuensinya berkadar linear dengan voltan masukannya. Gelombang persegi keluaran dapat langsung dimasukkan ke pin digital mikrokontroler untuk mengukur voltan masukan DC secara tepat, yang bermaksud voltan masukan dapat diukur menggunakan 8051 atau mikrokontroler lain yang tidak memiliki ADC bawaan.

VFC sering dikelirukan dengan pengayun voltan terkawal (VCO), tetapi VFC mempunyai banyak kelebihan dan spesifikasi prestasi yang ditingkatkan yang tidak dimiliki (VCO), seperti julat dinamik, ralat linear rendah, kestabilan dengan suhu dan voltan bekalan dan banyak lagi. Sebaliknya VFC juga mungkin bermaksud frekuensi penukaran voltan, yang telah kita tunjukkan dalam tutorial sebelumnya.

Di sini IC AD654 digunakan dalam litar ini untuk menunjukkan operasi, yang merupakan voltan monolitik ke penukar frekuensi. Osiloskop juga digunakan untuk menunjukkan gelombang kuasa dua keluaran.

IC AD654

AD654 adalah IC penukar voltan ke frekuensi dan terdapat dalam pakej DIP 8-pin. Ia terbuat dari penguat input, pengayun terbina dalam yang sangat tepat dan pemacu output pemungut terbuka terbuka yang tinggi yang membolehkan IC memacu hingga 12 beban TTL, optocoupler, kabel panjang, atau beban serupa, dan dapat dikendalikan di antara (5-30) Voltan. Perkara lain yang perlu disebutkan ialah, tidak seperti IC lain, AD654 IC menghasilkan gelombang persegi, jadi mudah bagi pengawal mikro untuk mengukur pembacaan. Beberapa ciri yang paling menarik dari cip ini disenaraikan di bawah.

Ciri-ciri:

• Voltan Input Lebar ± 30 V
• Frekuensi skala penuh hingga 500 kHz
• Impedansi Input Tinggi 125MΩ,
• Drift rendah (4 µV / ° C)
• 2.0 mA Kuasa Semasa
• Offset rendah 1 mV
• Keperluan minimum untuk komponen luaran

Komponen Diperlukan

Sl.No	Bahagian	Jenis	Kuantiti
1	AD654	KAD PENGENALAN	1
2	LM7805	IC Pengatur Voltan	1
3	1000pF	Kapasitor	1
4	0.1uF	Kapasitor	1
5	470uF, 25V	Kapasitor	1
6	10K, 1%	Perintang	4
7	Potensiometer, 10K	Perintang Pembolehubah	1
8	Unit Bekalan Kuasa	12V, DC	1
9	Wayar Tolok Tunggal	Generik	6
10	Papan roti	Generik	1

Gambarajah skematik

Skema untuk litar penukar Voltan ke Frekuensi ini diambil dari lembaran data dan beberapa komponen luaran ditambahkan untuk mengubah litar untuk demonstrasi ini

Litar ini dibina pada papan roti tanpa solder dengan komponen yang ditunjukkan dalam skema, untuk tujuan demonstrasi potensiometer ditambahkan di bahagian input penguat untuk mengubah voltan masukan dan dengan itu, kita dapat melihat perubahan output.

Catatan! Semua komponen diletakkan sedekat mungkin untuk mengurangkan induktansi dan daya tahan kapasitansi parasit.

Bagaimana Peranti Berfungsi?

Penguat operasi dalaman digunakan sebagai input, dan ada di sana untuk menukar voltan masukan ke arus penggerak untuk pengikut NPN apabila arus pemacu 1mA diberikan kepada arus ke penukar frekuensi. Ia mengenakan kapasitor pemasa luaran dan skema ini membolehkan pengayun memberikan ketiadaan linier pada julat voltan 100 nA hingga 2mA. Output ini juga pergi ke pemacu output yang hanya transistor kuasa NPN dengan pengumpul terbuka dari mana kita dapat memperoleh output

Pengiraan

Untuk mengira frekuensi output litar secara teori, formula berikut boleh digunakan

Fout = Vin / 10 * Rt * Ct

Di mana,

• Fout adalah frekuensi output
• Vin adalah voltan input litar,
• Rt adalah perintang bagi pengayun RC
• Ct adalah kapasitor untuk pengayun Rc

Sebagai contoh,

• Vin menjadi 0.1V atau 100mV
• Rt ialah 10000K atau 10K
• Ct menjadi 0.001uF atau 1000pF

Fout = 0.1 / (10 * 10 * 0.001) Fout = 1 KHz

Jadi, jika 0.1V diterapkan pada input litar kita akan mendapat 1kHz dalam output

Ujian Voltan ke Frekuensi Penukar

Untuk menguji litar, alat berikut digunakan

1. Bekalan Kuasa Mod Suis 12V (SMPS)
2. Meco 108B + Multimeter
3. Osiloskop PC USB Hantech 600BE

Untuk membina litar, Resistor Filem Logam 1% digunakan dan toleransi kapasitor tidak diambil kira. Suhu bilik adalah 22 darjah Celsius semasa ujian

Persediaan Ujian

Seperti yang anda lihat voltan input DC ialah 11.73 V

Dan voltan pada pin input IC ialah 104.8 mV

Di sini anda dapat melihat output pada DSO saya ialah 1.045 kHz.

A video terperinci litar kerja adalah seperti berikut di mana pelbagai input telah diberikan dan kekerapan berubah dalam nisbah voltan input.

Peningkatan Lanjutan

Dengan membuat litar pada PCB kestabilan dapat ditingkatkan, juga perintang dan kapasitor dengan toleransi 0,5% dapat digunakan untuk meningkatkan ketepatan. Bahagian yang paling penting dalam litar ini adalah bahagian pengayun RC, jadi pengayun RC harus diletakkan sedekat mungkin dengan pin masukan jika tidak, mulakan kapasitansi dan rintangan jejak PCB atau komponen dapat mengurangkan ketepatan litar.

Permohonan

Ini adalah IC yang sangat berguna dan boleh digunakan untuk banyak aplikasi, beberapa di antaranya disenaraikan di bawah

• AD654 VFC sebagai ADC
• Pengganda Frekuensi
• Sensor suhu dengan termokopel
• Tolok regangan
• Penjana Fungsi
• Jam Ketepatan Sendiri

Saya harap anda menyukai artikel ini dan mengetahui sesuatu yang baru. Sekiranya anda mempunyai keraguan, anda boleh bertanya dalam komen di bawah atau boleh menggunakan forum kami untuk perbincangan terperinci.