- KA331 IC
- Vật liệu cần thiết
- Sơ đồ
- Làm việc của tần số đến mạch điện áp
- Kiểm tra tần số đến mạch điện áp
- Cải tiến
- Các ứng dụng
Bộ chuyển đổi tần số thành điện áp chuyển đổi tần số hoặc xung thành công suất điện tỷ lệ thuận như điện áp hoặc dòng điện. Nó là một công cụ quan trọng để đo điện cơ khi các sự kiện lặp lại đang xảy ra. Vì vậy, khi chúng ta cung cấp một tần số qua mạch chuyển đổi tần số sang điện áp, nó sẽ cung cấp một đầu ra DC tỷ lệ thuận. Ở đây chúng ta đang sử dụng IC KA331 để xây dựng mạch chuyển đổi tần số sang điện áp.
KA331 IC
KA331 là bộ chuyển đổi điện áp sang tần số được sử dụng để tạo ra một bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số đơn giản với chi phí thấp, nhưng nó cũng có thể được sử dụng làm bộ chuyển đổi tần số sang điện áp. IC DIP 8 chân có thể hoạt động ở dải băng thông rộng từ 1Hz đến 100 KHz. Nó cũng có nhiều loại điện áp cung cấp từ 5V đến 40V. KA331 tương đương với LM331 phổ biến. LM331 cũng có thể được sử dụng mạch F-to-V này.
Dưới đây là sơ đồ chân và mạch bên trong của KA331 lấy từ biểu dữ liệu,
Vật liệu cần thiết
- KA331 IC - 1pc
- Tụ gốm.01uF - 1pc
- Tụ gốm 470pF - 1pc
- 1uF Tụ điện với định mức 16V
- Điện trở 10k với đánh giá ổn định 1% MFR - 2pcs
- Điện trở 100k với đánh giá ổn định 1% MFR - 2pcs
- Một điện trở 68k với xếp hạng ổn định 1% MFR - 1pc
- Một điện trở 6,8k với đánh giá ổn định 1% MFR - 1pc
- Breadboard
- Nguồn điện 15V
- Dây sợi đơn
- Một bộ tạo tần số hoặc bộ tạo chức năng để kiểm tra tổng thể mạch.
Sơ đồ
Làm việc của tần số đến mạch điện áp
Thành phần chính của mạch là KA331. Đầu vào của mạch được kết nối qua tụ điện 470pF C1, được kết nối thêm với chân ngưỡng của KA331 (chân 6). Điện trở R3 và R4 đang tạo thành Mạch phân áp được kết nối với PIN so sánh 7 của KA331. Tụ C3 và Điện trở R5 là bộ định thời RC cung cấp dao động cần thiết trên chân 5. Điện trở R2 cung cấp dòng điện tham chiếu qua chân 2. Mạch được cung cấp điện áp 15v được nối qua chân 8 của KA331.
Để tính điện áp đầu ra của mạch, công thức là:
Vout = đầu vào f x Điện áp tham chiếu x (R L / R S) x (R t x C t)
Trong đó đầu vào f là tần số, R L là điện trở tải, R S là điện trở nguồn dòng, R t và C t là điện trở và tụ điện của bộ dao động RC.
Do đó, đối với mạch của chúng ta, công thức sẽ là:
Vout = đầu vào f x Điện áp tham chiếu x (R 6 / R 2) x (R 5 x C 3)
Theo bảng thông số, điện áp tham chiếu của KA331 là 1,89V. Vì vậy, nếu chúng ta cung cấp 500 Hz tín hiệu đầu vào trên toàn mạch để có được điện áp đầu ra -
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 hoặc 64mV
Vậy khi đặt tần số 500 Hz trên toàn mạch thì mạch sẽ cung cấp công suất 64 mV.
Ở đây chúng tôi đã xây dựng mạch trên breadboard.
Kiểm tra tần số đến mạch điện áp
Để kiểm tra mạch, sử dụng các công cụ sau:
- Nguồn cung cấp điện bàn khoa học PSD3205.
- Máy phát chức năng Metravi FG3000.
- Đồng hồ vạn năng UNI-T UT33D.
Mạch được xây dựng bằng điện trở màng kim loại 1% và dung sai của tụ điện không được tính đến. Nhiệt độ phòng là 22 độ C trong quá trình thử nghiệm.
Để kiểm tra mạch, nguồn điện dự phòng được đặt ở đầu ra 15V.
Bộ tạo chức năng đang cung cấp khoảng 500 Hz dưới dạng đầu ra sóng vuông.
Đối với những người không có quyền truy cập vào bộ tạo chức năng, một mạch hẹn giờ có thể được xây dựng bằng cách sử dụng IC LM555 cổ điển hoặc cũng có thể sử dụng Arduino để xây dựng bộ tạo chức năng. Tuy nhiên, ứng dụng Android cũng có thể hoạt động khi tín hiệu được tạo ra thông qua đầu ra tai nghe.
Đồng hồ đa năng được kết nối trên đầu ra và phạm vi được chọn là mili-volt.
Đầu ra của đồng hồ vạn năng đang hiển thị giá trị được tính toán. Các mạch là cho 64 mV đầu ra khi sóng 500 Hz vuông được cung cấp qua các đầu vào.
Các Video có hoạt động chi tiết được đưa ra vào cuối, nơi nhiều đầu vào được đưa ra và điện áp đầu ra được thay đổi trong tỷ số giữa điện áp đầu vào.
Cải tiến
Mạch chuyển đổi tần số sang điện áp này có thể được xây dựng trên PCB để có độ chính xác tốt hơn. Phần tới hạn của mạch là bộ dao động RC. Bộ dao động RC cần được đặt trong khoảng cách gần trên IC KA331. Trong khoảng cách xa, dấu vết đồng có thể làm trôi dao động vì nó sẽ làm tăng thêm điện trở và cũng góp phần tạo ra điện dung lạc. Mặt đất phù hợp cũng được yêu cầu.
Các ứng dụng
Bộ chuyển đổi tần số sang điện áp được sử dụng trong các phép đo và thiết bị đo lường như Máy đo tốc độ sử dụng Bộ chuyển đổi tần số sang điện áp để tính toán tốc độ của động cơ. Các loại đồng hồ đo, đồng hồ đo tốc độ cũng sử dụng kỹ thuật này.