- IC AD654
- Komponen Diperlukan
- Diagram skematik
- Bagaimana Fungsi Perangkat?
- Perhitungan
- Pengujian Konverter Tegangan ke Frekuensi
- Peningkatan Lebih Lanjut
- Aplikasi
Konverter tegangan-ke-frekuensi (VFC) adalah osilator yang mengeluarkan gelombang persegi, yang frekuensinya berbanding lurus dengan tegangan inputnya. Gelombang persegi keluaran dapat langsung diumpankan ke pin digital mikrokontroler untuk secara akurat mengukur tegangan masukan DC, yang berarti tegangan masukan dapat diukur menggunakan 8051 atau mikrokontroler lain yang tidak memiliki ADC bawaan.
VFC sering disalahartikan dengan voltage-controlled-oscillator (VCO), tetapi VFC memiliki banyak keunggulan dan spesifikasi kinerja yang ditingkatkan yang tidak dimiliki (VCO), seperti rentang dinamis, kesalahan linieritas rendah, stabilitas dengan suhu dan tegangan suplai, dan banyak lagi.. Sebaliknya VFC juga memungkinkan berarti konversi frekuensi ke tegangan, yang telah kami tunjukkan di tutorial sebelumnya.
Di sini IC AD654 digunakan dalam rangkaian ini untuk mendemonstrasikan operasi, yang merupakan tegangan monolitik ke konverter frekuensi. Osiloskop juga digunakan untuk menunjukkan gelombang persegi keluaran.
IC AD654
AD654 adalah IC konverter tegangan ke frekuensi dan hadir dalam paket DIP 8-pin. Itu terbuat dari penguat input, osilator built-in yang sangat presisi dan driver output kolektor terbuka arus tinggi yang memungkinkan IC untuk menggerakkan hingga 12 beban TTL, optocoupler, kabel panjang, atau beban serupa, dan dapat dioperasikan di antara (5-30) Volt. Hal lain yang perlu disebutkan adalah, tidak seperti IC lainnya, IC AD654 mengeluarkan gelombang persegi, sehingga mudah bagi mikrokontroler untuk mengukur pembacaan. Beberapa fitur paling menarik dari chip ini tercantum di bawah ini.
Fitur:
- Tegangan Input Lebar ± 30 V.
- Frekuensi skala penuh hingga 500 kHz
- Impedansi Input Tinggi 125MΩ,
- Drift rendah (4 µV / ° C)
- 2.0 mA Arus Diam
- Offset rendah 1 mV
- Persyaratan minimal untuk komponen eksternal
Komponen Diperlukan
Sl.No | Bagian | Tipe | Kuantitas |
1 | AD654 | IC | 1 |
2 | LM7805 | IC Regulator Tegangan | 1 |
3 | 1000pF | Kapasitor | 1 |
4 | 0.1uF | Kapasitor | 1 |
5 | 470uF, 25V | Kapasitor | 1 |
6 | 10K, 1% | Penghambat | 4 |
7 | Potensiometer, 10K | Variabel Resistor | 1 |
8 | Unit Catu Daya | 12V, DC | 1 |
9 | Kawat Pengukur Tunggal | Umum | 6 |
10 | Papan tempat memotong roti | Umum | 1 |
Diagram skematik
Skema rangkaian konverter Tegangan ke Frekuensi ini diambil dari lembar data dan beberapa komponen eksternal ditambahkan untuk memodifikasi rangkaian untuk demonstrasi ini.
Sirkuit ini dibangun pada papan tempat memotong roti tanpa solder dengan komponen yang ditunjukkan dalam skema, untuk tujuan demonstrasi, potensiometer ditambahkan di bagian input penguat untuk memvariasikan tegangan input dan dengan itu, kita dapat mengamati perubahan output.
Catatan! Semua komponen ditempatkan semirip mungkin untuk mengurangi induktansi dan resistansi kapasitansi parasit.
Bagaimana Fungsi Perangkat?
Penguat operasional internal digunakan sebagai input, dan itu ada untuk mengubah tegangan input menjadi arus penggerak untuk pengikut NPN ketika arus drive 1mA disediakan untuk arus ke konverter frekuensi. Ini mengisi kapasitor timing eksternal dan skema ini memungkinkan osilator untuk memberikan nonlinier pada rentang tegangan total 100 nA hingga 2mA. Output ini juga masuk ke driver output yang hanya transistor daya NPN dengan kolektor terbuka dari mana kita bisa mendapatkan output
Perhitungan
Untuk menghitung frekuensi keluaran rangkaian secara teoritis, rumus berikut dapat digunakan
Fout = Vin / 10 * Rt * Ct
Dimana,
- Fout adalah frekuensi keluaran
- Vin adalah tegangan input rangkaian,
- Rt adalah resistor untuk osilator RC
- Ct adalah kapasitor untuk osilator Rc
Sebagai contoh,
- Vin menjadi 0.1V atau 100mV
- Rt adalah 10000K atau 10K
- Ct menjadi 0,001uF atau 1000pF
Fout = 0.1 / (10 * 10 * 0.001) Fout = 1 KHz
Jadi, jika 0.1V diterapkan ke input rangkaian, kita akan mendapatkan output 1kHz
Pengujian Konverter Tegangan ke Frekuensi
Untuk menguji sirkuit, alat-alat berikut digunakan
- Catu Daya Mode Sakelar 12V (SMPS)
- Meco 108B + Multimeter
- Osiloskop USB PC Hantech 600BE
Untuk membangun sirkuit, 1% Resistor Film Logam digunakan dan toleransi kapasitor tidak diperhitungkan. Suhu ruangan adalah 22 derajat Celcius selama pengujian
Pengaturan Tes
Seperti yang Anda lihat, tegangan input DC adalah 11,73 V.
Dan tegangan pada pin input IC adalah 104,8 mV
Di sini Anda dapat melihat output pada DSO saya adalah 1.045 kHz.
Sebuah video yang rinci dari rangkaian kerja diberikan di bawah ini di mana beberapa masukan yang diberikan dan frekuensi berubah dalam rasio dari tegangan input.
Peningkatan Lebih Lanjut
Dengan membuat rangkaian pada PCB kestabilan dapat ditingkatkan, juga resistor dan kapasitor dengan toleransi 0,5% dapat digunakan untuk meningkatkan akurasi. Bagian terpenting dari rangkaian ini adalah bagian osilator RC, sehingga osilator RC harus ditempatkan sedekat mungkin dengan pin input jika tidak, mulailah kapasitansi dan resistansi jejak PCB atau komponen tersebut dapat mengurangi keakuratan rangkaian.
Aplikasi
Ini adalah IC yang sangat berguna dan dapat digunakan untuk banyak aplikasi, beberapa di antaranya tercantum di bawah
- AD654 VFC sebagai ADC
- Pengganda Frekuensi
- Sensor suhu dengan termokopel
- Pengukur regangan
- Generator Fungsi
- Jam Presisi Bias Sendiri
Saya harap Anda menyukai artikel ini dan mempelajari sesuatu yang baru darinya. Jika Anda ragu, Anda dapat bertanya di komentar di bawah atau dapat menggunakan forum kami untuk diskusi terperinci.