Rangkaian konverter frekuensi ke tegangan

Konverter frekuensi ke tegangan mengubah frekuensi atau pulsa menjadi keluaran listrik proporsional seperti tegangan atau arus. Ini adalah alat penting untuk pengukuran elektromekanis di mana peristiwa berulang terjadi. Jadi, ketika kita menyediakan frekuensi di rangkaian konverter frekuensi ke tegangan, itu akan memberikan output DC proporsional. Di sini kita menggunakan IC KA331 untuk membangun rangkaian konverter frekuensi ke tegangan.

IC KA331

KA331 adalah konverter tegangan ke frekuensi yang digunakan untuk membuat konverter analog ke digital sederhana berbiaya rendah, tetapi juga dapat digunakan sebagai konverter frekuensi ke tegangan. IC DIP 8 pin dapat bekerja dalam berbagai bandwidth dari 1Hz hingga 100 KHz. Ini juga memiliki berbagai tegangan suplai dari 5V hingga 40V. KA331 setara dengan LM331 yang populer. LM331 juga bisa digunakan sirkuit F-to-V ini.

Di bawah ini adalah diagram pin dan rangkaian internal KA331 yang diambil dari lembar data,

Bahan yang Dibutuhkan

KA331 IC - 1pc
.01uF kapasitor keramik - 1pc
Kapasitor keramik 470pF - 1pc
Kapasitor elektrolit 1uF dengan rating 16V
Resistor 10k dengan tingkat stabilitas 1% MFR - 2 lembar
Resistor 100k dengan tingkat stabilitas 1% MFR - 2 lembar
Resistor 68k dengan tingkat stabilitas 1% MFR - 1pc
Sebuah resistor 6,8k dengan tingkat stabilitas 1% MFR - 1pc
Papan tempat memotong roti
Catu daya 15V
Kawat untai tunggal
Generator frekuensi atau generator fungsi untuk memeriksa rangkaian keseluruhan.

Diagram skematik

Kerja dari Frekuensi ke Rangkaian Tegangan

Komponen utama rangkaian adalah KA331. Input rangkaian dihubungkan melintasi kapasitor 470pF C1, yang selanjutnya dihubungkan ke pin ambang KA331 (pin 6). Resistor R3 dan R4 merupakan pembentuk Rangkaian Pembagi Tegangan yang dihubungkan ke Comparator PIN 7 dari KA331. Kapasitor C3 dan Resistor R5 adalah timer RC yang menyediakan osilasi yang diperlukan di pin 5. Resistor R2 menyediakan arus referensi di pin 2. Sirkuit ini disuplai dengan tegangan 15v yang dihubungkan melintasi pin 8 dari KA331.

Untuk menghitung tegangan keluaran rangkaian, rumusnya adalah -

Vout = f _masukan x Tegangan referensi x (R _L / R _S) x (R _t x C _t)

Di mana _input f adalah frekuensi, R _L adalah resistor beban, R _S adalah resistor sumber arus, R _t dan C _t adalah resistor dan kapasitor osilator RC.

Oleh karena itu, untuk sirkuit kita, rumusnya adalah -

Vout = f _masukan x Tegangan referensi x (R ₆ / R ₂) x (R ₅ x C ₃)

Sesuai dengan lembar data, tegangan referensi KA331 adalah 1.89V. Jadi, jika kami menyediakan 500 Hz sinyal input di seluruh rangkaian untuk mendapatkan tegangan output -

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 atau 64mV

Jadi, ketika frekuensi 500 Hz diterapkan di seluruh rangkaian, rangkaian akan memberikan output 64 mV.

Di sini kami telah membangun sirkuit di papan tempat memotong roti.

Pengujian Rangkaian Frekuensi ke Tegangan

Untuk menguji sirkuit, alat-alat berikut digunakan -

Catu daya bangku PSD3205 ilmiah.
Generator fungsi Metravi FG3000.
Multimeter UNI-T UT33D.

Sirkuit ini dibangun menggunakan Resistor Film Logam 1% dan toleransi kapasitor tidak diperhitungkan. Suhu ruangan saat pengujian adalah 22 derajat Celcius.

Untuk menguji sirkuit, catu daya bangku diatur pada output 15V.

Generator Fungsi menyediakan kira-kira 500 Hz sebagai keluaran gelombang persegi.

Bagi mereka yang tidak memiliki akses ke generator fungsi, rangkaian pengatur waktu dapat dibangun menggunakan IC LM555 klasik atau Arduino juga dapat digunakan untuk membangun generator fungsi. Namun, aplikasi Android juga dapat berfungsi jika sinyal dihasilkan melalui output headphone.

Multi-meter terhubung melintasi output dan kisaran dipilih sebagai mili-volt.

Output dari multimeter menunjukkan nilai yang dihitung. The sirkuit adalah memberikan 64 mV output ketika 500 Hz gelombang persegi diberikan di input.

The video bekerja rinci diberikan pada akhir, di mana beberapa masukan yang diberikan dan tegangan output berubah dalam rasio tegangan input.

Perbaikan

Rangkaian Konverter Frekuensi ke Tegangan ini dapat dibuat pada PCB untuk akurasi yang lebih baik. Bagian kritis dari rangkaian adalah osilator RC. Osilator RC perlu ditempatkan dalam jarak dekat melintasi IC KA331. Dalam jarak jauh, jejak tembaga bisa melayang osilasi karena akan menambah resistansi tambahan dan juga berkontribusi kapasitansi menyimpang. Bidang Ground yang tepat juga diperlukan.

Aplikasi

Konverter frekuensi ke tegangan digunakan dalam pengukuran dan instrumentasi seperti Tachometer menggunakan konverter frekuensi ke tegangan untuk menghitung kecepatan motor. Berbagai jenis meteran pengukur, spedometer juga menggunakan teknik ini.