Circuitul convertorului de frecvență la tensiune

Convertorul de frecvență la tensiune convertește frecvențele sau impulsurile la ieșirea electrică proporțională, cum ar fi tensiunea sau curentul. Este un instrument important pentru măsurători electromecanice în care apar evenimente repetate. Deci, atunci când furnizăm o frecvență într-un circuit convertor de frecvență la tensiune, acesta va furniza o ieșire continuă proporțională. Aici folosim IC KA331 pentru a construi un circuit convertor de frecvență la tensiune.

KA331 IC

KA331 este un convertor de tensiune la frecvență care este utilizat pentru a face un convertor analogic digital simplu cu cost redus, dar poate fi folosit și ca convertor de frecvență la tensiune. IC DIP cu 8 pini poate funcționa într-o gamă largă de lățime de bandă de la 1Hz la 100 KHz. De asemenea, are o gamă largă de tensiune de alimentare de la 5V la 40V. KA331 este echivalentul popularului LM331. LM331 poate fi utilizat și acest circuit F-to-V.

Mai jos este diagrama pin și circuitul intern al KA331 preluat din foaia tehnică,

Material necesar

1. KA331 IC - 1 buc
2. .01uF condensator ceramic - 1 buc
3. Condensator ceramic 470pF - 1 buc
4. Condensator electrolitic 1uF cu un rating de 16V
5. Rezistor de 10k cu stabilitate 1% MFR - 2buc
6. Rezistor 100k cu stabilitate 1% MFR - 2buc
7. Un rezistor de 68k cu 1% stabilitate MFR - 1 buc
8. Un rezistor de 6,8 k cu stabilitate de 1% MFR - 1 buc
9. Breadboard
10. Alimentare 15V
11. Sârmă cu un singur fir
12. Un generator de frecvență sau generator de funcții pentru a verifica circuitul general.

Diagramă schematică

Funcționarea circuitului de frecvență la tensiune

Componenta principală a circuitului este KA331. Intrarea circuitului este conectată la un condensator C1 de 470pF, care este conectat în continuare la pinul de prag al KA331 (pinul 6). Rezistorul R3 și R4 formează circuitul divizorului de tensiune care este conectat la PIN-ul comparatorului 7 al KA331. Condensatorul C3 și Rezistorul R5 sunt cronometrul RC care asigură oscilația necesară pe pinul 5. Rezistorul R2 furnizează curentul de referință pe pinul 2. Circuitul este alimentat cu tensiune de 15V care este conectat pe pinul 8 al KA331.

Pentru a calcula tensiunea de ieșire a circuitului, formula este -

Vout = f _intrare x Tensiune de referință x (R _L / R _S) x (R _t x C _t)

Unde _intrarea f este frecvența, R _L este rezistorul de sarcină, R _S este rezistorul sursei de curent, R _t și C _t este rezistorul și condensatorul oscilatorului RC.

Prin urmare, pentru circuitul nostru, formula va fi -

Vout = f _intrare x Tensiune de referință x (R ₆ / R ₂) x (R ₅ x C ₃)

Conform fișei tehnice, tensiunea de referință a KA331 este de 1,89V. Deci, dacă furnizăm 500 Hz de semnal de intrare pe circuit pentru a obține tensiunea de ieșire -

Vout = 500 x 1,89 x (100k / 100k) x (6,8kx 0,001uf) Vout = 500 x 1,89 x 1 x (6800k x 10 ^-8) Vout = 0,064V sau 64mV

Deci, atunci când se aplică o frecvență de 500 Hz pe circuit, circuitul va furniza o ieșire de 64 mV.

Aici am construit circuitul pe panou.

Testarea circuitului de frecvență la tensiune

Pentru a testa circuitul, sunt utilizate următoarele instrumente -

1. Alimentare științifică PSD3205 pe bancă.
2. Generator de funcții Metravi FG3000.
3. Multimetru UNI-T UT33D.

Circuitul este construit folosind 1% rezistențe de film metalic și toleranțele condensatoarelor nu sunt luate în considerare. Temperatura camerei a fost de 22 grade Celsius în timpul testării.

Pentru a testa circuitul, sursa de alimentare pe bancă este setată la ieșirea de 15V.

Generatorul de funcții furnizează aproximativ 500 Hz ca ieșire cu undă pătrată.

Pentru cei care nu au acces la generatorul de funcții, un circuit cu temporizator poate fi construit folosind IC-ul clasic LM555 sau un Arduino poate fi, de asemenea, utilizat pentru a construi un generator de funcții. Cu toate acestea, aplicația Android poate funcționa și în cazul în care semnalele sunt generate prin ieșirea căștilor.

Multimetrul este conectat la ieșire și gama este selectată ca mili-volt.

Ieșirea multimetrului arată valoarea calculată. Circuitul dă 64 mV de ieșire atunci când 500 Hz pătrat val este furnizat peste intrare.

Video de lucru detaliat este dat la sfârșitul anului, în cazul în care mai multe intrări sunt date, iar tensiunea de ieșire este schimbat în raportul dintre tensiunea de intrare.

Îmbunătățiri

Acest circuit al convertorului de frecvență la tensiune poate fi construit pe un PCB pentru o precizie mai bună. Secțiunea critică a circuitului este oscilatorul RC. Oscilatorul RC trebuie să fie amplasat la o distanță apropiată peste KA331 IC. Pe distanțe lungi, urma de cupru ar putea deriva oscilația, deoarece va adăuga o rezistență suplimentară și va contribui, de asemenea, la capacitate rătăcită. Este necesar și planul de masă corespunzător.

Aplicații

Convertorul de frecvență la tensiune este utilizat în măsurători și instrumente precum Tahometrul folosește convertorul de frecvență la tensiune pentru a calcula viteza unui motor. Diferite tipuri de contoare de măsurare, vitezometrele folosesc, de asemenea, această tehnică.