3频率电压转换器电路说明

顾名思义，频率电压转换器是将频率变化的输入转换为相应变化的输出电压水平的设备。

在这里我们研究了三种简单而先进的设计，使用IC 4151, IC VFC32和IC LM2907。

1)使用IC 4151

采用IC 4151的频率电压转换电路具有线性转换比高的特点。根据指示的部分值，电路的转换比率可以预期在1 V/kHz左右。

当输入端使用频率为0hz的直流电压时，输出端产生相应的0v电压。输出的转换比不受输入频率的占空比的影响。

但是，如果在输入端施加一个正弦波频率，在这种情况下，信号必须在引入到IC 4151输入端之前通过施密特触发器。

如果你有兴趣有不同的转换比率，你可以计算它使用以下公式:

V(out) / f(in) = R3 x R7 x C2 / 0.486(R4 + P1) x [V/Hz]

T1 = 1.1 x R3 x C2

该电路甚至可以耦合到电压到变频器的输出，并作为一种通过扩展电缆连接发送直流信号的方法，而不存在电缆电阻衰减信号的问题。

2)使用VFC32配置

前一篇文章解释了一个简单的单芯片电压-频率转换电路使用IC VFC32，这里我们了解了如何使用相同的IC来实现相反的频率电压转换电路的应用。

下图描述了另一个标准的VFC32配置，使它能够作为一个频率电压转换电路工作。

由C3、R6、R7电容网络构成的输入级，使比较器输入与所有5V逻辑触发器兼容。比较器依次在馈电频率输入脉冲的每一个下降沿切换相关的一次性级。

线路图

检测器比较器的参考输入阈值设置在-0.7V左右。在频率输入可能低于5V的情况下，可以适当地调整势分压器网络R6/R7，以改变参考电平，并使opamp能够适当地检测低电平频率输入。

如图表在前一篇文章中， C1值可根据频率输入触发器的满量程选择。

C2负责对输出电压波形进行滤波和平滑，C2值越大有助于对产生的输出电压纹波进行更好的控制，但对快速变化的输入频率响应缓慢，而C2值越小，滤波效果越差，但响应和调节速度越快，输入频率变化越快。

R1值可以根据给定的满量程输入频率范围调整，以实现定制的满量程偏转输出电压范围。

频率电压转换电路如何工作

所提出的频率电压转换电路的基本操作是基于电荷平衡理论的。计算输入信号频率，使其符合表达式V)(in) / R1，由相关IC opamp借助C2进行积分处理。这种集成的结果产生一个下降的斜坡集成输出电压。

当发生上述情况时，随后的一次触发级，在一次触发操作过程中将1mA参考电流与积分器输入连接起来。

这反过来翻转输出斜坡响应，导致它向上爬升，这在一次射击时继续，一旦它的周期过去，斜坡再次被迫改变它的方向，并导致恢复到向下下降的模式。

计算频率

上述振荡响应过程使输入信号电流和参考电流之间的电荷(平均电流)达到持续平衡，其求解公式如下:

I(in) = IR (ave)
V(in) / R1 = fo tos
马(1)
其中fo为输出处的频率为一次性周期= 7500 C1 (Frarads)

R1和C1的值被适当地选择，从而在满量程输出频率范围上获得25%的占空比。对于可能高于200kHz的FSD，建议值将产生约50%的占空比。

应用提示:

上述说明的最佳应用领域频率电压转换电路是需要将频率数据转换为电压数据的地方。

例如，这个电路可以用在转速表，用于测量电压范围内的电机转速。

这种电路可以用来制作简单速度表2轮车，包括自行车等。

讨论的集成电路也可以用于实现简单，便宜但准确的频率计在家里，使用伏特计读取输出转换。

3)使用集成电路LM2917

这是另一个优秀的IC系列，可用于多种不同的电路应用。基本上它是一个频率电压转换器(转速计)IC与许多有趣的功能。让我们学习更多的知识。

主要电气规范

LM2907和LM2917的主要特点如下所示:

• 输入转速表引脚是参照地，可以直接与具有不同磁阻的各种磁拾音器兼容。
• 输出引脚与一个内部设置的共集电极晶体管连接，该晶体管能够下沉到50mA。这甚至可以直接操作继电器或螺线管，而不需要外部缓冲晶体管，led和灯也可以与输出包括集成，当然可以采购到CMOS输入。
• 该芯片可以使低纹波频率加倍。
• 转速表的输入有内置的滞后。
• 接地参考转速表输入完全保护，防止输入频率波动超过IC的电源电压或负电位低于零。

LM2907和LM2917集成电路的各种可用封装的pinouts细节可以在下面给出的图像中看到:

该集成电路的主要应用领域是:

• 速度传感:它可以用来感应旋转速度或运动元件的速率
• 变频器:将频率转换成线性变化的电位差
• 基于振动的触摸开关传感器

汽车

该芯片在汽车领域变得特别有用，如下所示:

• 速度计:用于测量车辆的速度
• 断路器停留仪表:也是一种汽车发动机相关测量仪器的应用。
• 手持式转速表:该芯片可用于制作手持式转速表。
• 速度控制器:该设备可用于速度控制或调速仪表
• 其他有趣的应用LM2907/LM2917 IC包括:巡航控制，汽车门锁控制，离合器控制，喇叭控制。

绝对最大额定参数

(指IC不能超过的评级)

1. 电源电压= 28V
2. 电源电流= 25mA
3. 晶体管内部集电极电压= 28V
4. 差动转速计输入电压= 28V
5. 输入电压范围= +/-28V
6. 功耗= 1200 ~ 1500mw

其他电气参数

电压增益= 200V/mV

输出汇聚电流= 40至50mA

该集成电路突出的特点和优点

1. 输出不响应零频率，并且在输出端产生零电压。
2. 输出电压可以简单计算:VOUT = fIN × VCC × Rx × Cx
3. 一个简单的RC网络决定了集成电路的倍频特性。
4. 片上齐纳钳产生调节和稳定的频率电压或电流转换(仅在LM2917s)

LM2907/LM2917集成电路的典型连接图如下:

使用IC LM331

另一个简单的频率电压转换器可以在上面的电路图中看到，使用一个单IC LM331。

这里的V_出可以通过以下计算来计算:

V_出= f_在x (R_l/ R_年代) x (1.9_V) x (1.1 r_tC_t）

更多信息，你可以参考这个文章