电压频率转换器的分类

核心提示VFC 有两种常用类型:(a) 多谐振荡器式VFC ;(b)电荷平衡式VFC。多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出(与某些传输介质连接非常方便);电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC,而且能对负输入信号积分。模数转

VFC 有两种常用类型:(a) 多谐振荡器式VFC ;(b)电荷平衡式VFC。

多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出(与某些传输介质连接非常方便);电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC,而且能对负输入信号积分。

模数转换模块器的A/D转换器的工作原理

频率电压转换器的设计方案,得看频率范围,输出多少电压,电源电压等一般的就是选一器件,按手册的电路搭好线路就能转换器件:

LM2907,LM2917是频率电压转换器,外围器件用的少,挺好用的

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模数转换是将模拟输入信号转换为N位二进制数字输出信号的技术。采用数字信号处理能够方便实现各种先进的自适应算法,完成模拟电路无法实现的功能,因此,越来越多的模拟信号处理正在被数字技术所取代。转换器是将一种信号转换成另一种信号的装置。信号是信息存在的形式或载体。在自动化仪表设备和自动控制系统中,常将一种信号转换成另一种与标准量或参考量比较后的信号,以便将两类仪表联接起来,因此转换器常常是两个仪表或装置间的中间环节。模数转换模块器的A/D转换器的工作原理,逐次逼近法、双积分法、电压频率转换法。逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路,转换的时间为微秒级,诚控电子的DAM-7011系列模块正是采用这一原理。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成。基本原理是从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。

逐次逼近法的转换过程是:初始化时将逐次逼近寄存器各位清零;转换开始时,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A转换器,经D/A转换后生成的模拟量送入比较器,称为Vo,与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较,若Vo小于Vi,该位1被保留,否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1,将寄存器中新的数字量送D/A转换器,输出的 Vo再与Vi比较,若Vo小于Vi,该位1被保留,否则被清除。重复此过程,直至逼近寄存器最低位。转换结束后,将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器,得到数字量的输出。逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。

积分法A/D转换的过程是:先将开关接通待转换的模拟量Vi,Vi采样输入到积分器,积分器从零开始进行固定时间T的正向积分,时间T到后,开关再接通与Vi极性相反的基准电压VREF,将VREF输入到积分器,进行反向积分,直到输出为0V时停止积分。Vi越大,积分器输出电压越大,反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数值,就是输入模拟电压Vi所对应的数字量,实现了A/D转换。采用双积分法的A/D转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔,再把此时间间隔转换成数字量,属于间接转换。

电压频率转换法的工作过程是:当模拟电压Vi加到V/F的输入端,便产生频率F与Vi成正比的脉冲,在一定的时间内对该脉冲信号计数,时间到,统计到计数器的计数值正比于输入电压Vi,从而完成A/D转换。采用电压频率转换法的A/D转换器,由计数器、控制门及一个具有恒定时间的时钟门控制信号组成,它的工作原理是V/F转换电路把输入的模拟电压转换成与模拟电压成正比的脉冲信号。

A1的反馈电阻决定其直流增益。调整电位器RP1(10kΩ),使输入频率为30kHz时,A1输出为3V,这样对于输入0~30kHz频率,可得0~3V输出电 压,线性度为0005%左右。

  温漂取决于电容C2、A1的反馈电阻以及基准电压(13脚电压)。为此,C2采用温度系数为-120ppm/℃的聚苯乙烯电容,R2(75kΩ)采用温度系数 为+120ppm/℃的电阻,基准电压电路的稳压二极管VD1采用LT1004。

  本电路开关电容滤波器采用LTC1043,A1采用LF356,也可用其他讼司类似产品代替。

  如图是NE555构成的电压/频率转换电路。电路中n,A1和A2构成同相积分器,VT1和A3构成恒流源,NE555构成单稳多谐振荡器。VT2是受NE555控 制使其开关工作,对恒流源实行通/断控制。

  A1和A2构成同相积分器,即同相输入电位较高,则输出上升;反之,同相输入电位较低,则输出下降。恒流源电流对C1进行充电,由于A2的同 相输入为零,致使A2输出向负方向变化。由于A2为反相器,因此,A1的输出当然是向正方向上升。若恒流源切断,则积分电流仅是与恒流源反 向的输入电流对C1反向充电,又使A2的输出电压向正方向变化,同理A1的输出向负方向变化。由此可知,积分电流受VT2的控制改变方向,从而 实现了A1的积分输出改变方向。A1的输出送至NE555的2脚,只要7脚内部晶体管开路,C2就由R4充电使其电压上升,当6脚电平达到(2/3)Ucc时 就会使片内触发器翻转,3脚变为低电平,同时C2通过7脚放电返回到零电位。由于3脚为低电平,VD1导通使VT2截止,这就切断了恒流源向积分器的充电通路。这时,A1输出下降,一直降到(1/3)Ucc时又使NE555的2脚为低电平并处于触发状态,于是又开始新的一轮循环,即3脚输 出高电平,C2通过R4充电,VD1截止使恒流源为积分器提供电流直到3脚返回到低电平为止。重复上述过程就形成振荡,将输入0~-1OV电压转换 为0~100 kHz的频率输出。

 
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