Taajuus jännitemuuntajapiirille

Taajuus jännitemuuntajaan muuntaa taajuudet tai pulssit suhteelliseksi sähkötehoksi, kuten jännitteeksi tai virraksi. Se on tärkeä työkalu sähkömekaanisiin mittauksiin, joissa tapahtuu toistuvia tapahtumia. Joten, kun tarjoamme taajuuden taajuudesta jännitemuuntajapiiriin, se tarjoaa suhteellisen DC-lähdön. Tässä käytämme KA331 IC: tä taajuuden ja jännitteen muunninpiirin rakentamiseen.

KA331 IC

KA331 on jännite-taajuusmuuttaja, jota käytetään yksinkertaisen edullisen analogia-digitaalimuunnin valmistamiseen, mutta sitä voidaan käyttää myös taajuus-jännitemuuntajana. 8-nastainen DIP-IC voi toimia laajalla kaistanleveydellä 1Hz - 100 KHz. Sillä on myös laaja syöttöjännitealue 5 - 40 V. KA331 on samanlainen kuin suosittu LM331. LM331: tä voidaan käyttää myös tällä F-V-piirillä.

Alla on KA331: n piikkikaavio ja sisäinen piiri, joka on otettu datalehdestä,

Vaadittu materiaali

KA331 IC - 1kpl
.01uF keraaminen kondensaattori - 1kpl
470pF keraaminen kondensaattori - 1kpl
1uF-elektrolyyttikondensaattori 16 V: n luokituksella
10k vastus, 1% vakavuusluokka MFR - 2kpl
100k vastus, 1% vakavuusluokka MFR - 2kpl
68k: n vastus, 1% vakavuusluokka MFR - 1kpl
6,8 k: n vastus, 1% vakavuusluokka MFR - 1kpl
Leipälauta
15 V virtalähde
Yksisäikeinen lanka
Taajuusgeneraattori tai toimintageneraattori yleisen piirin tarkistamiseksi.

Kaaviokuva

Jännitepiirin toiminta

Piirin pääkomponentti on KA331. Piirin tulo on kytketty 470pF-kondensaattorin C1 yli, joka on edelleen kytketty KA331: n kynnystappiin (nasta 6). Vastukset R3 ja R4 muodostavat jännitteenjakajan piirin, joka on kytketty KA331: n vertailutappiin 7. Kondensaattori C3 ja vastus R5 ovat RC-ajastin, joka tuottaa vaaditun värähtelyn tapin 5 yli. Vastus R2 tuottaa referenssivirran tapin 2 yli. Piiri syötetään 15 voltin jännitteellä, joka on kytketty KA331: n napaan 8.

Piirin lähtöjännitteen laskemiseksi kaava on -

Vout = f- _tulo x Referenssijännite x (R _L / R _S) x (R _t x C _t)

Missä f- _tulo on taajuus, R _L on kuormitusvastus, R _S on virtalähdevastus, _Rt ja _Ct on RC-oskillaattorin vastus ja kondensaattori.

Siksi piirillemme kaava on -

Vout = f- _tulo x Referenssijännite x (R ₆ / R ₂) x (R ₅ x C ₃)

Kohti tekninen, referenssijännite KA331 on 1.89V. Joten jos tarjoamme 500 Hz: n tulosignaalin piirin yli lähtöjännitteen saamiseksi -

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 tai 64mV

Joten, kun 500 Hz: n taajuus syötetään piirin yli, piiri tuottaa 64 mV: n lähdön.

Tässä olemme rakentaneet piirin leipälaudalle.

Jännitepiirin testaus

Piirin testaamiseen käytetään seuraavia työkaluja -

Tieteellinen PSD3205-penkkivirtalähde.
Metravi FG3000 -toimintogeneraattori.
UNI-T UT33D -yleismittari.

Piiri on rakennettu käyttäen 1% metallikalvovastuksia, eikä kondensaattoreiden toleransseja oteta huomioon. Huoneen lämpötila oli testin aikana 22 astetta.

Piirin testaamiseksi penkin virtalähde asetetaan 15 V: n lähtöön.

Toimintogeneraattori tarjoaa noin 500 Hz neliöaaltolähdönä.

Niille, joilla ei ole pääsyä toimintageneraattoriin, ajastinpiiri voidaan rakentaa klassisella LM555 IC: llä tai Arduinoa voidaan käyttää myös funktiogeneraattorin rakentamiseen. Android-sovellus voi kuitenkin toimia myös silloin, kun signaalit syntyvät kuulokelähdön kautta.

Monimittari on kytketty lähdön yli ja alue valitaan milttijännitteeksi.

Yleismittarin lähtö näyttää lasketun arvon. Piiri antaa 64 mV lähtö, kun 500 Hz: n sakara-aalto syötetään koko panos.

Yksityiskohtainen työskentely video annetaan lopussa, jossa useita panoksia on annettu, ja lähtöjännite on muuttunut suhteessa tulojännitteen.

Parannuksia

Tämä taajuusmuuttajapiiri voidaan rakentaa piirilevylle paremman tarkkuuden saavuttamiseksi. Piirin kriittinen osa on RC-oskillaattori. RC-oskillaattori on sijoitettava lähietäisyydelle KA331 IC: n poikki. Pitkällä etäisyydellä kuparijälki voi ajaa värähtelyä, koska se lisää ylimääräistä vastusta ja lisää myös hajakapasitanssia. Oikea maataso vaaditaan myös.

Sovellukset

Taajuutta jännitemuuntajaan käytetään mittauksissa ja instrumenteissa, kuten kierroslukumittari käyttää Taajuus-jännitemuuntimeen moottorin nopeuden laskemiseen. Erilaiset mittarit, nopeusmittarit käyttävät myös tätä tekniikkaa.