شرح 2 الجهد البسيط لدارات تحويل التردد

شرح 2 الجهد البسيط لدارات تحويل التردد

تقوم دائرة محول الجهد إلى التردد بتحويل جهد دخل متغير نسبيًا في تردد خرج متغير نسبيًا.



التصميم الأول يستخدم IC VFC32 وهو عبارة عن جهاز متقدم لمحول الجهد إلى التردد من BURR-BROWN مصمم خصيصًا لإنتاج استجابة تردد متناسبة للغاية لجهد إدخال التغذية لجهد معين لتطبيق دائرة محول التردد.

كيف يعمل الجهاز

إذا تغير جهد الدخل ، فإن تردد الخرج يتبع ذلك ويختلف بشكل متناسب بدرجة كبيرة من الدقة.





يكون خرج IC في شكل ترانزستور جامع مفتوح ، والذي يحتاج ببساطة إلى مقاومة سحب خارجية متصلة بمصدر 5V لجعل الإخراج متوافقًا مع جميع أجهزة CMOS و TTL و MCU القياسية.

يمكن توقع أن يكون الناتج من هذا IC محصنًا للغاية ضد الضوضاء وبخطية رائعة.



يتم تحديد النطاق الكامل لتحويل الإخراج بإدراج مقاوم ومكثف خارجي ، والذي يمكن تحديد أبعاده للحصول على نطاق واسع بشكل معقول من الاستجابة.

الميزات الرئيسية لـ VFC32

كما تم تجهيز الجهاز VFC32 بخاصية العمل بالطريقة المعاكسة ، أي أنه يمكن تهيئته للعمل مثل محول التردد إلى الجهد أيضًا ، بنفس الدقة والكفاءة. سنناقش هذا في مقالتنا التالية بالتفصيل.

يمكن شراء IC في عبوات مختلفة بما يتناسب مع احتياجات طلبك.

يوضح الشكل الأول أدناه جهدًا قياسيًا لتكوين دائرة محول التردد حيث يتم استخدام R1 لإعداد نطاق الكشف عن جهد الدخل.

تمكين اكتشاف النطاق الكامل

يمكن اختيار المقاوم 40 كيلو للحصول على كشف المدخلات على نطاق كامل من 0 إلى 10 فولت ، ويمكن تحقيق نطاقات أخرى ببساطة عن طريق حل الصيغة التالية:

R1 = Vfs / 0.25mA

يفضل أن يكون R1 من نوع MFR لضمان استقرار محسن. من خلال ضبط قيمة R1 ، قد يقلل المرء من نطاق جهد الدخل المتاح.

لتحقيق مخرج قابل للتعديل ، يتم تقديم نطاق FSD C1 الذي يمكن تحديد قيمته بشكل مناسب لتعيين أي نطاق تحويل تردد خرج مرغوب فيه ، هنا في الشكل يتم تحديده لإعطاء مقياس من 0 إلى 10 كيلو هرتز لنطاق إدخال من 0 إلى 10 فولت.

ومع ذلك ، يجب ملاحظة أن جودة C1 قد تؤثر بشكل مباشر أو تؤثر على خطية الإخراج أو الدقة ، لذلك يوصى باستخدام مكثف عالي الجودة. ربما يصبح التنتالوم مرشحًا جيدًا لهذا النوع من مجالات التطبيق.

بالنسبة للنطاقات الأعلى بترتيب 200 كيلو هرتز وما فوق ، يمكن اختيار مكثف أكبر لـ C1 ، بينما يمكن تثبيت R1 عند 20 كيلو.

لا ينتج عن المكثف المرتبط C2 بالضرورة تأثير على عمل C1 ، ولكن يجب ألا تتجاوز قيمة C2 حدًا معينًا. لا ينبغي خفض قيمة C2 كما هو موضح في الشكل أدناه ، على الرغم من أن زيادة قيمتها أعلى من هذا قد يكون أمرًا جيدًا

خرج التردد

يتم تكوين دبوس التردد الخاص بـ IC داخليًا باعتباره ترانزستور جامع مفتوح ، مما يعني أن مرحلة الخرج المتصلة بهذا الدبوس ستختبر فقط استجابة جهد / تيار غارق (منطقي منخفض) للجهد المقترح لتحويل التردد.

من أجل الحصول على استجابة منطقية بديلة بدلاً من استجابة 'تيار غرق' (منطقي منخفض) فقط من هذا pinout ، نحتاج إلى توصيل مقاوم سحب خارجي بإمداد 5 فولت كما هو موضح في الرسم البياني الثاني أعلاه.

هذا يضمن استجابة منطقية عالية / منخفضة متغيرة بالتناوب في هذا pinout لمرحلة الدائرة الخارجية المتصلة.

التطبيقات الممكنة

يمكن استخدام دارة محول الجهد إلى التردد الموضحة للعديد من التطبيقات الخاصة بالمستخدم ويمكن تخصيصها لأي متطلبات ذات صلة. يمكن أن يكون أحد هذه التطبيقات هو عمل عداد طاقة رقمي لتسجيل استهلاك الكهرباء لحمولة معينة.

تكمن الفكرة في توصيل مقاوم استشعار تيار متسلسل بالحمل المعني ثم دمج تراكم التيار المتطور عبر هذا المقاوم مع الجهد الموضح أعلاه بدائرة محول التردد.

نظرًا لأن تراكم التيار عبر المقاوم الحساس سيكون متناسبًا مع استهلاك الحمل ، فسيتم تحويل هذه البيانات بدقة وبشكل متناسب إلى تردد بواسطة الدائرة الموضحة.

يمكن دمج تحويل التردد بشكل أكبر مع دائرة عداد تردد IC 4033 للحصول على قراءات معايرة رقمية لاستهلاك الحمل ، ويمكن تخزين ذلك للتقييم المستقبلي.

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

2) باستخدام IC 4151

تم بناء التردد العالي الأداء التالي لدائرة محول الجهد حول بعض المكونات ودائرة التبديل القائمة على IC. مع قيم الجزء المشار إليها في التخطيطي ، تتحقق نسبة التحويل باستجابة خطية تقريبًا. 1٪. عندما يتم تطبيق جهد إدخال من 0 V-10 V ، يتم تحويله إلى حجم متناسب من 0 إلى 10 كيلو هرتز من جهد خرج الموجة المربعة.

من خلال مقياس الجهد P1 ، يمكن تعديل الدائرة لضمان أن جهد الدخل 0 فولت يولد تردد خرج قدره 0 هرتز. المكونات المسؤولة عن تحديد نطاق التردد هي المقاومات R2 و R3 و R5 و P1 جنبًا إلى جنب مع المكثف C2.

من خلال تطبيق الصيغ الموضحة أدناه ، يمكن تحويل نسبة الجهد إلى تحويل التردد بحيث تعمل الدائرة بشكل جيد للغاية للعديد من التطبيقات الفريدة.

أثناء تحديد منتج T = 1.1.R3.C2 ، يجب عليك التأكد من أن هذا دائمًا ما يكون أقل من نصف فترة الإنتاج الدنيا ، مما يعني أن نبضة الخرج الموجبة يجب أن تكون دائمًا بحد أدنى طالما النبضة السالبة.

f0 / فوز = [0.486. (R5 + P1) / R2. R3. C2]. [كيلوهرتز / V]

T = 1.1. R3. C2




السابق: حساب المحاثات في محولات Buck Boost التالي: شرح 3 دوائر تحويل الجهد