电压频率转换器
实现模数转换功能的器件
电压频率转换器VFC(Voltage Frequency Converter)是一种实现模数转换功能的器件,将模拟电压量变换为脉冲信号,该输出脉冲信号的频率与输入电压的大小成正比。电压频率转换也可以称为伏频转换。把电压信号转换为脉冲信号后,可以明显地增强信号的抗干扰能力,也利于远距离的传输。通过和单片机的计数器接口,可以实现AD转换。
简介
电压频率转换器也称为电压控制振荡电路(VCO),简称压控振荡电路。电压—频率转换实际上是一种模拟量和数字量之间的转换技术。当模拟信号(电压或电流)转换为数字信号时,转换器的输出是一串频率正比于模拟信号幅值的矩形波,显然数据是串行的。这与目前通用的模数转换器并行输出不同,然而其分辨率却可以很高。串行输出的模数转换在数字控制系统中很有用,它可以把模拟量误差信号变成与之成正比的脉冲信号,以驱动步进式伺服机构用来精密控制。 VFC 电压-频率转换器(vfc)是青岛晶体管研究所生产的电路。
分类
VFC 有两种常用类型:(a)多谐振荡器式VFC ;(b)电荷平衡式VFC。多谐振荡器式VFC简单、便宜、功耗低而且具有单位MS输出(与某些传输介质连接非常方便);电荷平衡式VFC的精度高于多谐振荡是VFC,而且能对负输入信号积分。
关系
电压—频率转换器输出信号的频率正比于(或受控于)外加电压。由此可得出结论:
(1)若外加直流电压,则电压—频率转换器是频率调节十分方便的信号源;
(2)若外加正弦波电压,则电压—频率转换器就是调频振荡器
(3)若外加锯齿波电压,则电压—频率转换器就成为扫频振荡器。所以,电压—频率转换器广泛地应用于调频器、扫频器、锁相环,以及廉价而高精度的模数转换器和数模转换器等电路中。
主要产品
目前,国内外已生产出多种单片式和模块式集成电压—频率转换器,其型号有ADVFC32、AD650、AD458、AD460等等。它们具有外接元件少、转换精度高、温度稳定性好以及工作频率高(最高可达500kHZ)等优点。因此,使用这些集成组件如同使用其它专用模拟集成电路一样,可令整个系统更具体积小、价格低廉、性能优良以及维修方便等优越性。
应用
电压-频率转换(频率-电压转换)方法广泛地应用于锁相技术,模数转换,自动稳零技术,多路数据传输等方面。
1.模数转换
AD652加上外部时钟和计数器可以作为模数转换器,其分辨率取决于时钟频率和闸门时间。模数转换器构成如图1所示,外部时钟经2N分频获得闸门时间,计数输出二进制数据送入微机寄存。为了在不太长的时间内得到高分辨率的转换数据,时钟频率必须提高,例如为得到16分辨率,时钟频率用4MHz,闸门时间是32.77ms,线性误差达0.02%。
2.自动调零
电压—频率转换器AD650的动态范围很宽,有6个数量级,例如若其输入满度电压为10V,则其最小的可精确转换的电压应为10V。在这种工作条件下,转换器的输入失调电压就显得极为重要。如果该失调电压固定不变,其转换结果会偏移几个赫兹,如果失调电压变化,则就相当于有一小的输入而引起输出频率变化,这样动态范围就会缩小。利用图2所示电路可以实现失调电压的自动调节。AD582是一片采样保持放大器。通过模拟开关AD7512DI,使AD650输入端轮流接通输入信号v1或地,而A1(积分器)的输出则经过AD582来调节(AD650第13脚)。AD582的保持电容为0.1μF,这样AD650的失调可以长时间保持不变。上述自动调零电路实际上是一种放大器伺服环路,在测放大器是电压—频率转换器中的运算放大器A1,它受作为控制放大器的AD582控制,其输出为零。电阻(200kΩ)和电容(1nF)并联,作为伺服环的单零点补偿,使环路工作稳定。vc是电路的控制输入,在该信号存在期间,电路校零。
参考资料
最新修订时间:2022-11-30 13:24
目录
概述
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分类
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