Преобразователь напряжение частота. Преобразователь напряжение-частота: принцип работы, применение и основные характеристики

alexxlabПреобразовател
Что такое преобразователь напряжение-частота. Как работает данное устройство. Где применяются преобразователи напряжение-частота. Какие основные характеристики у этих преобразователей. Какие виды преобразователей напряжение-частота существуют.

Содержание

Что такое преобразователь напряжение-частота и принцип его работы

Преобразователь напряжение-частота (ПНЧ) — это электронное устройство, которое преобразует входное аналоговое напряжение в выходной сигнал с частотой, пропорциональной уровню входного напряжения. Чем выше входное напряжение, тем выше частота выходного сигнала.

Принцип работы ПНЧ основан на интегрировании входного напряжения и сравнении результата с опорным уровнем. Когда интеграл достигает порогового значения, генерируется выходной импульс, и интегратор сбрасывается. Этот процесс повторяется циклически, создавая последовательность импульсов, частота которых пропорциональна входному напряжению.


Основные характеристики преобразователей напряжение-частота

Ключевые параметры ПНЧ включают:

  • Диапазон входных напряжений — обычно от милливольт до нескольких вольт
  • Диапазон выходных частот — от нескольких Гц до сотен кГц или единиц МГц
  • Линейность преобразования — отклонение от идеальной линейной зависимости
  • Температурная стабильность — изменение характеристик при колебаниях температуры
  • Разрешающая способность — минимальное изменение входного напряжения, вызывающее изменение выходной частоты

Области применения преобразователей напряжение-частота

ПНЧ широко используются в различных областях техники:

  • Измерительная техника — для преобразования сигналов датчиков
  • Системы сбора данных — для оцифровки аналоговых сигналов
  • Телеметрия — для передачи информации по каналам связи
  • Управление электроприводами — для регулирования скорости вращения двигателей
  • Аудиотехника — в некоторых схемах обработки звука

Виды преобразователей напряжение-частота

Существует несколько основных типов ПНЧ:


  • Интегрирующие ПНЧ — наиболее распространенный тип
  • ПНЧ на основе ШИМ — используют широтно-импульсную модуляцию
  • ПНЧ на основе ФАПЧ — применяют систему фазовой автоподстройки частоты
  • Асинхронные ПНЧ — работают без тактового генератора
  • Синхронные ПНЧ — используют внешний тактовый сигнал

Преимущества использования преобразователей напряжение-частота

ПНЧ обладают рядом важных достоинств:

  • Высокая помехоустойчивость — частотный сигнал менее подвержен помехам при передаче
  • Широкий динамический диапазон — возможность работы с сигналами различных уровней
  • Простота гальванической развязки — легко реализуется оптическая или трансформаторная развязка
  • Высокая точность преобразования — возможность достичь погрешности менее 0.01%
  • Простота сопряжения с цифровыми системами — частотный сигнал легко преобразуется в цифровой код

Ключевые компоненты схемы преобразователя напряжение-частота

Типовая схема ПНЧ включает следующие основные элементы:

  • Интегратор — накапливает заряд пропорционально входному напряжению
  • Компаратор — сравнивает выход интегратора с опорным уровнем
  • Генератор импульсов — формирует выходные импульсы
  • Схема сброса — обнуляет интегратор при достижении порога
  • Источник опорного напряжения — задает пороговый уровень

Особенности выбора преобразователя напряжение-частота

При выборе ПНЧ следует учитывать следующие факторы:


  1. Требуемый диапазон входных напряжений и выходных частот
  2. Необходимая точность и линейность преобразования
  3. Температурный диапазон эксплуатации
  4. Требования к быстродействию и времени установления
  5. Напряжение питания и потребляемая мощность

Методы улучшения характеристик преобразователей напряжение-частота

Для повышения качества работы ПНЧ применяются различные методы:

  • Использование прецизионных компонентов для повышения точности
  • Применение температурной компенсации для улучшения стабильности
  • Использование обратной связи для линеаризации характеристики
  • Цифровая калибровка для коррекции нелинейности
  • Экранирование и фильтрация для снижения влияния помех

Интеграция преобразователей напряжение-частота в измерительные системы

При использовании ПНЧ в измерительных системах важно учитывать следующие аспекты:

  • Согласование входных и выходных уровней сигналов
  • Обеспечение гальванической развязки при необходимости
  • Фильтрация входных сигналов для подавления помех
  • Калибровка измерительного тракта для компенсации погрешностей
  • Выбор оптимального метода измерения частоты выходного сигнала

Перспективы развития технологии преобразователей напряжение-частота

Основные направления совершенствования ПНЧ включают:


  • Повышение точности и линейности преобразования
  • Расширение рабочего диапазона частот
  • Снижение энергопотребления для применения в портативных устройствах
  • Интеграция дополнительных функций обработки сигналов
  • Разработка специализированных ПНЧ для конкретных применений

Преобразователи напряжение-частота остаются востребованными компонентами во многих областях электроники и измерительной техники благодаря своим уникальным свойствам и характеристикам. Дальнейшее развитие этой технологии позволит расширить сферы ее применения и улучшить качество измерительных систем.


Микросхема преобразователь напряжения

Каталог — Полупроводники — микросхемы — Преобразование сигналов и данных — Преобразователи напряжение-частота

Analog Devices

AD7740KRMZ

Микросхема: преобразователь U/f; 3мВт; 3÷5,25ВDC; microSO8

«> в наличии на 1 складе
от 467,18 ₽

Купить

Analog Devices

ADVFC32KNZ

Преобразователь напряжения в частоту, 500 кГц, 0Гц до 500кГц, 0. 5 %, ± 9В до ± 18В, DIP

«> в наличии на 2 складах
от 2499,68 ₽

Купить

Analog Devices

AD650KNZ

Преобразователь напряжения в частоту, 1 МГц, 0Гц до 1МГц, 0. 1 %, ± 9В до ± 18В, DIP, 14 вывод(-ов)

«> в наличии на 1 складе
от 2807,48 ₽

Купить

MCRCH

TC9402CPD

Преобразователь напряжения в частоту, 100 кГц, 1Гц до 100кГц, 0.

25 %, ± 4В до ± 7.5В, DIP

«> в наличии на 2 складах
от 381,56 ₽

Купить

MCRCH

TC9400COD

Преобразователь напряжения в частоту, 100 кГц, 0. 05 %, ± 4В до ± 7.5В, SOIC, 14 вывод(-ов)

«> в наличии на 2 складах
от 867,31 ₽

Купить

Analog Devices

AD652JPZ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC SYNC V/F CONVERTR

«> в наличии на 1 складе
от 4039,28 ₽

Купить

Microchip

TC9401CPD

Преобразователь напряжения в частоту, 100 кГц, 1Гц до 100кГц, 0.01 %, 8В до 15В, DIP, 14 вывод(-ов)

«> в наличии на 2 складах
от 1224,93 ₽

Купить

Analog Devices

AD7741BNZ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение Low-Cost SGL-Supply SGL-Ch Sync

«> в наличии на 1 складе
от 788,63 ₽

Купить

Analog Devices

AD650SD

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC V/F CONVERTER

«> в наличии на 1 складе
от 12384,56 ₽

Купить

Analog Devices

AD652BQ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC SYNC V/F CONVERTR

«> в наличии на 2 складах
от 6051,94 ₽

Купить

Analog Devices

AD7741YRZ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение Low-Cost SGL-Supply SGL-Ch Sync

«> в наличии на 1 складе
от 672,58 ₽

Купить

Analog Devices

AD650JPZ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC V/F CONVERTER

«> в наличии на 1 складе
от 4153,34 ₽

Купить

Texas Instruments

VFC110AP

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение VOLTAGE-TO-FREQUENCY CONVERTER

«> в наличии на 1 складе
от 3257,00 ₽

Купить

Analog Devices

AD7741BRZ

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение Low-Cost SGL-Supply SGL-Ch Sync

«> в наличии на 1 складе
от 428,84 ₽

Купить

Texas Instruments

VFC32KP

Микросхема: преобразователь; U/f, f/U; 20мА; 11÷20ВDC; DIP14

«> в наличии на 3 складах
от 1610,38 ₽

Купить

Analog Devices

AD654JNZ

Преобразователь напряжения в частоту, 500 кГц, 0Гц до 500кГц, 0. 03 %, ± 5В до ± 18В, DIP

«> в наличии на 4 складах
от 471,38 ₽

Купить

Texas Instruments

VFC320BP

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение Vltg-to-Freq & Freq- to-Vltg Converter

«> в наличии на 1 складе
от 3403,97 ₽

Купить

MCRCH

TC9400CPD

Преобразователь напряжения в частоту, 100 кГц, 10Гц до 100кГц, 0.05 %, ± 4В до ± 7.5В, DIP

«> в наличии на 1 складе
от 809,43 ₽

Купить

Analog Devices

AD652AQ/+

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC SYNC V/F CONVERTR

«> в наличии на 2 складах
от 4140,10 ₽

Купить

Analog Devices

AD537JH

Преобразователи напряжение-частота и частота-напряжение IC MONO V/F CNVTR

«> в наличии на 2 складах
от 4013,00 ₽

Купить

Конструирование электроники нуждается в источнике питания, у которого будут конкретные параметры напряжения на выходе. Для получения такого питания потребуется микросхема — преобразователь напряжения с переключающимися конденсаторами. Такой подход обеспечивает выработку нужного напряжения от имеющегося источника питания. Представленные преобразователи обладают компактными габаритами, высоким КПД, используются в сотовых телефонах, ноутбуках, портативных приборах и т. д.

Склад Fivel #01015 шт. в наличии срок поставки 1-2 дней
Склад TMEнет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0206нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0205438 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0203нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #02068 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0210 нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складе
срок поставки 40-60 дней
Склад #020649 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 дней Склад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0205164 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0203нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020667 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02301нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020581 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206289 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02291нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #02301нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #02252нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 дней
Склад #0205206 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020527 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #020652 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0212нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 дней
Склад #020596 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 дней
Склад #020688 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 дней
Склад #0205384 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206515 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0205нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0206138 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 дней
Склад #0206120 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020618 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0327нет на складесрок поставки 5-7 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0205нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0206190 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 дней
Склад TME108 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020557 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206255 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0210нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02301нет на складесрок поставки 30-40 дней
Склад #0327296 шт. в наличии срок поставки 5-7 дней
Склад TME16 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0205895 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0203нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0206761 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0303нет на складесрок поставки 7-14 днейСклад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02301нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #02252нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #020633 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0210нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 днейСклад #0201нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0203нет на складесрок поставки 40-60 дней
Склад #0206473 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02301нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #02252нет на складесрок поставки 15-25 дней
Склад #0205266 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0206282 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0208нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 днейСклад #0214нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #03011нет на складесрок поставки 15-25 дней
Склад #020512 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #02064 шт. в наличии срок поставки 40-60 дней
Склад #0204нет на складесрок поставки 20-30 днейСклад #0209нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #0210нет на складесрок поставки 40-60 днейСклад #02302нет на складесрок поставки 30-40 дней

Преобразователь напряжения и частоты (схема)

Такой преобразователь изменяет пульсации частотой до 9 килогерц в напряжение тока постоянной величины до 9 вольт. Основная составляющая часть устройства составляет микросхема ТС9401.

Сигнал должен иметь амплитуду не больше питающего напряжения, выходит на разъем CON1. Питающее напряжение идет на разъем CON3. Диод не дает току протекать, если полярность перепутана. Установка на ноль делается с помощью вольтметра во время выключенного входа. Потенциал на выходе снимается на разъеме CON2.

Прибор, преобразующий частотную характеристику в напряжение, применяется в любительском частотомере или компараторе.

Схема устройства, преобразующего частоту в потенциал.

Из шести частей можно создать устройство, потенциал на выходе которого прямо зависит от частоты сигнала на входе. Тогда здесь тройка элементов – это конденсатор, сопротивление и операционный усилитель обязаны иметь удовлетворительную стабильность температуры. Такой преобразователь гарантированно дает линейность в промежутке частот до 1 МГц.

Усредненный ток, который вытекает из заземляющего провода триггера Шмитта, прямо зависит от частоты, с которой приводит к разряду. Ток во время протекания через резистор обратной связи, создает прямую зависимость падения напряжения.

Конденсаторы осуществляют сглаживание выбросов, которые сопутствуют быстрому переключению микросхем. Во время использования этих компонентов промежуток выходных напряжений равен от нуля до десяти вольт для входящих сигналов частотой до 10 кГц. Если нужно увеличить диапазон частот на схеме, то приходится принять во внимание свой ток, который потребляется микросхемой, которым нельзя пренебрегать на больших частотах. Но учитывать такой ток очень просто, так как он увеличивается вместе с увеличением частоты. Нужно в расчетах добавить его к току разрядки конденсатора.

Можно использовать и такой факт, что в основании микросхемы имеется 6 триггеров Шмитта, и создать объединитель частот. Если вы будете подключать емкость к выходу всех инверторов, и дадите на все входы сигналы разной частоты, то получится выходное напряжение, которое напрямую зависит от суммы частот.

Также, можно расширять схему, если сделать соединение параллельной схемой все инверторы. Нелинейность устройства в частоту будет не более 0,4%.

Генераторы импульсов (треугольных).

Мультивибратор генерирует импульсы прямоугольного типа. В электротехнике и радиотехнике кроме таких пульсаций нашли широкое назначение импульсы с формой, которая меняется: в виде треугольника и пилы, которые используются в ШИМ обозначениях контроллеров. ШИМ – это широтно-пульсационная модуляция сигнала.

Основная схема генератора линейно-нарастающего напряжения.

Чтобы понять происхождение формирования линейно увеличивающего напряжения надо всегда помнить, каким образом идет переходящий процесс в схемах интегрирования. Потенциал на конденсаторе будет определено размером заряда, который накоплен конденсатором.

Размер емкости и величина силы тока имеют неизменную величину. Поэтому напряжение заряда конденсатора прямо зависит от времени, которое проходит со времени замыкания ключа. Конденсатор имеет потенциал, который является суммой всех напряжений за все время. Этот процесс называется интегрированием, а схема этой операции является интегратором.

Интегратор этого типа, имеющий при выходе непостоянную форму потенциала, становится основой для выстраивания генераторов треугольного и в виде пилы напряжения.

Генератор напряжения в виде треугольника.

Самый легкий способ создания пульсаций в виде треугольника есть схема с триггером Шмитта и интегратор. Выходящий канал триггера соединяется со входом интегратора, а выходной канал интегратора со входом триггера Шмитта. Схема простая, однако позволяет создать неплохие треугольные импульсы.

Такой генератор состоит из триггера Шмитта и сопротивлениях, интегратора, конденсатора. Импульсы в виде треугольника получают на выходе. Резисторы работают в качестве компенсаторов напряжения смещения, когда не нужна сильная симметрия импульсов. Тогда их можно заменить перемычками.

Размах потенциала на выходе в виде треугольника будет равной размеру гистерезиса триггера Шмитта. Во время регулировки величины гистерезиса триггера можно повышать или снижать амплитуду импульсов на выходе треугольного напряжения.

Размер треугольной пульсации включает в себя два промежутка: периода повышения длительности и периода уменьшения временного потенциала.

Генератор напряжения формы в виде пилы.

Вышеописанный преобразователь необходимо быстро переделать в генерирующее устройство пилообразного потенциала. Надо лишь сделать различную периодичность зарядки и разрядки емкости по схеме суммирующего элемента. Изменения будут касаться цепи заряда-разряда конденсатора в интеграторе. Диоды позволят сделать заряд-разряд конденсатора различными токами. Все остальное действие генератора аналогично предыдущему. Схема его несимметрична. Частота при выходе этого пилообразного потенциала складывается из двух резисторов. Температурная нестабильность ограничивает стабильность частоты тока.

Инвертирующий (вычитающий) усилитель.

Схема усилителя в виде инвертора, который охвачен параллельной ООС по потенциалу показана на рисунках:

ООС создается за счет слияния выхода усилителя со входом резистором R2.

На входе инвертора ОУ происходит складывание токов. Так как входной ток ОУ i- = 0, то i1 = i2. Так как i1 = Uвх/R1, а i2 = -Uвых/R2, то . Ku = = -R2/R1. Знак “-” говорит о том, что происходит инверсия знака напряжения входа.

На рис. (б) в цепь неинвертирующего входного канала включен резистор R3 для снижения действия входных токов ОУ, резистор которого учитывается из выражения:

Резистор при входе усилителя на малых частотах примерно равен Rвх.ос = ≈ R1

Резистор на выходе Rвых.ос = намного меньше Rвых собственно ОУ.

Активные фильтры.

В электронике имеет большое применение схема для выделения полезного сигнала из состава входных сигналов с уменьшением помех сигналов с помощью фильтров.

Фильтры делятся на пассивные, которые выполнены из емкостей, катушек и резисторов, и активные на основе транзисторов и усилителей.

Фильтр – это устройство, пропускающее сигналы в определенной полосе пропускания и задерживания их в других частотах.

По разновидности АХЧ фильтры делятся фильтры малых частот и фильтры повышенных частот, а также полосовые и режекторные.

Упрощенный преобразователь напряжение – частота.

Если нужен упрощенный блок, преобразующий напряжение в частоту, то пользуются новой формой, где используют интегральный таймер серии 555. Это советский аналог КР1006ВИ1 и усилитель серии 741.

В обычной схеме включения 555 таймера конденсатор, задающий время, берет заряд от зарядного устройства через сопротивление. Эта цепь задает время. Здесь же вместо сопротивления применяется источник тока, который сделан на операционном усилителе, так что конденсатор заряжается линейно. Когда заряд достигает определенного напряжения, то конденсатор начинает разряжаться. Так как блок питания управляется напряжением входа, то и размер электричества прямо зависит от напряжения входа. В связи с этим заряженность емкости и частота пульсаций также прямо зависит от потенциала на входе. Допуск изменения характеристик будет не выше 3%.

Частотники, изменяющие потенциал и частоту определенного размера в одном такте дают получение совершенно существенной точности изменения при очень легкой реализации.

Электронные заводы делают выпуск следующих ПНЧ типа КР1108ПП1. Наиболее простая с многими функциями работа такого ПНЧ изображена на рисунке 3, а. ПНЧ вбирает в себя ОУ А1, 2 компаратора А2, A3, SR-триггер , 2 источника постоянных токов I1 и I2, 2 аналоговых электрических переключателя S1 и S2, источник основного потенциала Uк, логическую ячейку И и транзистор на выходе T1.
Для получения ПНЧ микросхему КР1108ПП1 нужно будет дополнить двумя емкостями C1, С2 и двумя сопротивлениями R1, R2. Детали R1, C1, А1 образуют суммирующий интегратор. Компараторы А2, A3, триггер, ключ S2, емкость С2 и источник тока I2 составляют одновибратор.

Работа ПНЧ происходит по следующему сценарию. Под воздействием положительного сигнала на входе Uвх потенциал на выходе суммирующего элемента (А1) снижается.

Рис 3. Схема функций суммирующего ПНЧ на основании
ИС КР1108ПП1 (а) и схема включения этой ИС в режиме ПЧН (б).

Триггер теперь предстает нам в состоянии ноля, ключи SI, S2 стоят по рисунку 3, а. Ток I1 нагружает А1, здесь не будет оказывать влияние на выходной потенциал. Ток I2 через ключ S2 идет на заземление. Если потенциал размером А1 понизится до ноля, то сработает компаратор А2 и переведет триггер в размер единицы, запустит одновибратор. При этом ключ S2 разомкнется и под влиянием тока I2 начнет снижаться потенциал на емкости С2. Если этот потенциал вырастет до уровня Ur, то сработает компаратор A3 и триггер снова возвратится в состояние ноля. Пока триггер был равным единице, ток I1 проходил на вход интегратора, из-за этого напряжение на выходе А1 снова увеличилось. Далее все повторялось циклически.

Временной промежуток пульсации одновибратора, которое определяет длительность такта Т1 во время которого суммируется ток I1, можно определить по формуле T1=URC2/I2. Импульсы тока h выравнивают ток, вызываемый напряжением на входе Uвх. Рассматривая процесс выравнивания на протяжении одного цикла преобразования, получаем

Отсюда

В связи с этой зависимостью постоянство свойства изменения ПНЧ может влиять на постоянство наружных элементов R1, C2 и внутренних показателей U2, I2/I1.

Величина суммирующего конденсатора С1 при первом рассмотрении не дает влияния на выходную частоту ПНЧ. Более подробное рассмотрение выявляет, что для снижения С1 повышается размер потенциала на выходе суммирующего элемента, а это приводит к увеличению допуска нелинейности. Если же уменьшать данный размер, то повышается изменение выходных пульсаций ПНЧ из-за малой избирательности компаратора A2, особенно на небольших частотах. Подходящий размер выходит около 2,5 В.

Простой преобразователь напряжения


Смотрите это видео на YouTube

Трансформаторы в сравнении с преобразователями напряжения и частоты

Если вы хотите просмотреть нашу линейку преобразователей частоты и напряжения: https://www.kccscientific.com/frequency-converters/

Возможно, вы путешественник, и в результате вы столкнуться с несколькими энергосетями по всему миру. В Северной Америке стандартная электросеть обеспечивает 115 В переменного тока с частотой 60 Гц, в то время как в большинстве других стран мира; электросеть 230 В переменного тока при частоте 50 Гц. Или, может быть, вы хотите приобрести проигрыватель, флип-часы, ламповый предусилитель или другое столь желанное электронное устройство из другой страны. Возможно, вы переезжаете на краткосрочную или постоянную работу в другое место на земном шаре. Если что-то из этого относится к вам, важно, чтобы вы продолжали читать!

Оборудование, специально предназначенное для работы в одной части мира, может не работать в другой. Большинство из нас знает о совместимости напряжения. Не смейте подключать устройство, специально разработанное для использования в Северной Америке, к розетке в другой части мира! А как насчет частоты сети электропитания? Как правило, все, что имеет двигатель, который вращается или вибрирует, будет работать с неправильной скоростью, если только частота сети не будет преобразована таким образом, чтобы устройство получало частоту, для которой оно было разработано. Но опасения касаются даже не только моторов.

Многие из нас совершают ошибку, решая только совместимость по напряжению. Мы выходим в Интернет и находим «дорожный преобразователь», состоящий из комплекта конверсионных вилок и, возможно, дешевого трансформатора, который преобразует напряжение. Большой! Теперь мы можем отправиться в путешествие, и все будет хорошо… пока мы не доберемся туда, куда направляемся, и не поймем, что частота тоже важна. Затем мы обнаруживаем, что наша любимая машинка для стрижки салонного класса вообще не работает!

Если мы переезжаем в другую страну, мы знаем, что лучше не полагаться на небольшой дорожный комплект для питания нашего высококачественного лампового предусилителя, проигрывателя или другого аудиооборудования. Итак, покупаем понижающий (или повышающий) трансформатор, думая, что наши проблемы решены. К сожалению, трансформаторы преобразуют напряжение, но НЕ преобразуют частоту сети! Мы быстро узнаем, что наш проигрыватель работает с неправильной скоростью, и наш ценный ламповый предусилитель тоже не работает должным образом. Что пошло не так?

Рассмотрим ламповый предусилитель в качестве примера типичного электронного устройства, которое не имеет двигателя, но в значительной степени зависит от подачи питания на правильную частоту. Большинство высококачественных аудиоустройств имеют внутренние трансформаторы, которые преобразуют сетевое напряжение в различные уровни, необходимые для внутренних цепей. Часто эти трансформаторы при работе на более низкой частоте начинают насыщаться. Этот эффект приводит к шуму, перегреву и неправильным уровням внутреннего напряжения. Мы воспринимаем это как неисправность оборудования, проблемы с качеством звука или другие проблемы из-за неправильной частоты сети. Во-вторых, внутренние выпрямители и фильтры могут иметь недостаточные размеры для правильной работы при более низкой частоте сети. В результате больше шума связано с обработкой сигнала устройства, а затем с вашими динамиками. В очередной раз нас подвело решение с понижающим трансформатором.

Решением для преобразования напряжения и частоты является KCC Scientific. У нас есть продукт для вашего применения. И это проверенные решения, фан-клуб клиентов которых растет с каждым днем. Зайдите в наш интернет-магазин по адресу www.kccscientific.com и сами убедитесь в нашем ассортименте. Вы будете впечатлены качеством и доступностью отличных продуктов, которые вы найдете там.

Статические преобразователи частоты и напряжения

Статические преобразователи напряжения и частоты
Переменная и фиксированная мощность
от 3 до 500 кВА

Главная » Статические преобразователи частоты

Статические преобразователи частоты и напряжения
с переменной или фиксированной мощностью необходимо воспроизвести различные номинальные напряжения сети и частоты гражданских сетей, используемые во всем мире. Это делает их идеальными для использования в испытательных центрах, исследовательских лабораториях и испытаниях на производственных линиях.

В качестве альтернативы, наши предложения FX с фиксированным выходом обеспечивают заранее заданное выходное напряжение и частоту и предназначены для подключения оборудования с питанием 60 Гц к источнику питания 50 Гц или оборудования с питанием 50 Гц к источнику питания 60 Гц. При необходимости они также могут преобразовывать напряжение питания в другое напряжение в соответствии с требованиями нагрузки.

Чтобы узнать больше о полном ассортименте статических преобразователей напряжения и частоты, доступных в Sinalda UK, пожалуйста, ознакомьтесь со списками серий ниже: