Frekvens til spenningsomformerkrets

Frekvens til spenningsomformer konverterer frekvenser eller pulser til proporsjonal elektrisk utgang som spenning eller strøm. Det er et viktig verktøy for elektromekaniske målinger der gjentatte hendelser oppstår. Så når vi gir en frekvens over en frekvens til spenningsomformerkrets, vil den gi en proporsjonal DC-utgang. Her bruker vi KA331 IC til å bygge en frekvens til spenningsomformerkrets.

KA331 IC

KA331 er en spennings-til-frekvensomformer som brukes til å lage en enkel billig til analog-digital-omformer, men den kan også brukes som en frekvens-til-spenningsomformer. 8-pin DIP IC kan fungere i et bredt spekter av båndbredde fra 1Hz til 100 KHz. Den har også et bredt spekter av forsyningsspenning fra 5V til 40V. KA331 tilsvarer populær LM331. LM331 kan også brukes denne F-til-V-kretsen.

Nedenfor er pin-diagram og intern krets til KA331 hentet fra databladet,

Nødvendig materiale

1. KA331 IC - 1stk
2. .01uF keramisk kondensator - 1 stk
3. 470pF keramisk kondensator - 1 stk
4. 1uF elektrolytisk kondensator med 16V-klassifisering
5. 10k motstand med 1% stabilitetsgrad MFR - 2stk
6. 100k motstand med 1% stabilitetsgrad MFR - 2stk
7. En motstand på 68 000 kB med 1% stabilitetsgrad MFR - 1pc
8. En motstand på 6,8 000 kB med 1% stabilitetsgrad MFR - 1 stk
9. Brettbrett
10. 15V strømforsyning
11. Enkeltrådstråd
12. En frekvensgenerator eller funksjonsgenerator for å kontrollere den samlede kretsen.

Skjematisk diagram

Arbeid med frekvens til spenningskrets

Hovedkomponenten i kretsen er KA331. Inngangen til kretsen er koblet over en 470pF kondensator C1, som videre er koblet til terskelstiftet til KA331 (pin 6). Motstand R3 og R4 danner spenningsdelerkretsen som er koblet til komparator-PIN 7 til KA331. Kondensator C3 og motstand R5 er RC-tidtakeren som gir den nødvendige svingningen over pinnen 5. Motstanden R2 gir referansestrømmen over pinnen 2. Kretsen forsynes med 15 volt spenning som er koblet over pinnen 8 til KA331.

For å beregne utgangsspenningen til kretsen, er formelen -

Vout = f _inngang x Referansespenning x (R _L / R _S) x (R _t x C _t)

Der f _inngang er frekvensen, R- _L er lastmotstanden, R _S er strømkilden motstanden, R _t og C _t er motstanden og kondensatoren i RC-oscillator.

Derfor, for vår krets, vil formelen være -

Vout = f _inngang x referansespenning x (R ₆ / R ₂) x (R ₅ x C ₃)

I henhold til databladet er referansespenningen til KA331 1,89V. Så hvis vi gir 500 Hz inngangssignal over kretsen for å få utgangsspenningen -

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 eller 64mV

Så når en 500 Hz frekvens påføres over kretsen, vil kretsen gi 64 mV utgang.

Her har vi konstruert kretsen på brødplaten.

Testing av frekvens til spenningskrets

For å teste kretsen brukes følgende verktøy -

1. Vitenskapelig PSD3205 benkestrømforsyning.
2. Metravi FG3000 funksjonsgenerator.
3. UNI-T UT33D multimeter.

Kretsen er konstruert ved bruk av 1% metallfilmresistorer, og kondensatorens toleranser blir ikke tatt i betraktning. Romtemperaturen var 22 grader Celsius under testingen.

For å teste kretsen er benken strømforsyning satt til 15V utgang.

Funksjonsgeneratoren gir omtrent 500 Hz som en firkantbølgeutgang.

For de som ikke har tilgang til funksjonsgeneratoren, kan en tidtakerkrets konstrueres ved hjelp av den klassiske LM555 IC, eller en Arduino kan også brukes til å bygge funksjonsgenerator. Imidlertid kan Android-appen også fungere der signaler genereres gjennom hodetelefonutgangen.

Multi-måleren er koblet på tvers av utgangen, og rekkevidden velges som milivolt.

Multimeterets utgang viser den beregnede verdien. Den Kretsen gir 64 mV-utgangssignal når 500 Hz firkantbølge blir tilført over inngangen.

Den detaljerte arbeidsvideoen er gitt på slutten, der flere innganger blir gitt og utgangsspenningen endres i forholdet til inngangsspenningen.

Forbedringer

Denne frekvensen til spenningsomformerkretsen kan konstrueres på et PCB for bedre nøyaktighet. Den kritiske delen av kretsen er RC-oscillatoren. RC-oscillatoren må plasseres i tett avstand over KA331 IC. På lang avstand kan kobbersporet drive svingningen, da det vil legge til ytterligere motstand og også bidra til villfarende kapasitans. Riktig bakkeplan kreves også.

applikasjoner

Frekvens til spenningsomformer brukes i målinger og instrumentering, slik at Turteller bruker Frekvens til spenningsomformer for å beregne motorens hastighet. Ulike typer målere, hastighetsmålere bruker også denne teknikken.