Широко известные микросхемы преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) LM331 и AD654 можно применять не только по их прямому назначению, но и в некоторых нестандартных приложениях. Для примера ниже представлены две схемы применения ПНЧ в умножителе частоты и тональном детекторе.
Умножитель частоты
Схема низкочастотного умножителя частоты с произвольным коэффициентом умножения, как с целочисленным, так и с дробным, изображена на Рисунке 1. Входная частота до 10 кГц. Алгоритм работы умножителя следующий. ПНЧ DA1 работает в режиме преобразования частоты входной импульсной последовательности в выходное напряжение, пропорциональное входной частоте. Выходное напряжение должно быть кратно произведению UВЫХ = FВХ × M, где М – коэффициент умножения. Например, если FВХ = 1.2 кГц, а M = 3.4, то UВЫХ = 1.2 × 3.4 = 4.08 В (408 мВ).
 |
|
| Рисунок 1. | Схема умножителя частоты. |
Элементы, определяющие коэффициент преобразования ПНЧ DA1, рассчитываются по формуле из технического описания микросхемы LM331:
В схеме RL = R7 = 100 кОм, CT = C4 = 5000 пФ, RS = R2 + R3 = 8 кОм. В итоге номинал резистора
ПНЧ DA2 преобразует выходное напряжение DA1 UВЫХ = 4080 мВ в частоту FВЫХ = 4.08 кГц с коэффициентом преобразования 1000 мВ/кГц.
Коэффициент преобразования рассчитывается по формуле, приведенной в техническом описании микросхемы AD654:
где
RT = R8 + R9 = 20 кОм,
CT = C6 = 5 нФ.
Максимальное входное напряжение для DA2 рассчитывается по формуле:
Настройка умножителя заключается в установке необходимого коэффициента преобразования ПНЧ многооборотными подстроечными резисторами R3, R9. Резистор R4 и конденсаторы C4, C6 должны иметь допуск по номиналу не более ±0.5%.
Тональный детектор
 |
|
| Рисунок 2. | Схема тонального детектора. |
Тональный детектор представляет собой селективную схему, которую можно настроить на заданную частоту в диапазоне до 10 кГц. При поступлении на вход тонального детектора сигнала частоты, на которую он настроен, на выходе схемы появляется логическая единица (вывод 3 VD1). Схема тонального детектора, настроенного, например, на частоту 5 кГц, изображена на Рисунке 2. В детекторе применяется такой же преобразователь частота-напряжение, как и в рассмотренном выше умножителе, и расчёт элементов производится по тем же формулам. С выхода ПНЧ сигнал 500 мВ, соответствующий частоте 5 кГц, поступает на вход двухпорогового компаратора DA2, который состоит из двух отдельных компараторов, выходы которых объедены диодным логическим элементом «2И» (VD1). На выходе элемента «2И» будет логическая единица, если
UН < UВХ < UВ,
где
UВХ = 500 мВ – уровень входного сигнала,
UН = 480 мВ – нижний порог срабатывания компаратора,
UВ = 520 мВ – верхний порог срабатывания компаратора.
Пороги срабатывания устанавливаются резистивным делителем R7 || R8, R9, R10.
Резисторы R4, R7-R10 и конденсатор C4 должны иметь допуск по номиналу не более ±0.5%. Многооборотным подстроечным резистором R3 устанавливается выходной уровень напряжения 500 мВ, соответствующий входной частоте 5 кГц.
Купить AD654 на РадиоЛоцман.Цены
