電壓/頻率和頻率/電壓轉(zhuǎn)換器VF320

1 特性

VF320是Burr-Brown公司生產(chǎn)的單片式V/F和F/V轉(zhuǎn)換器，它可以非常簡單地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。VF320有TO-100封裝型和雙列直插式封裝兩種形式。其中，TO-100有-25～+85℃和-55～+125℃兩種規(guī)格，雙列直插式的工作濁范圍為-25～+85℃。VF320具有方泛的用途，可用作廉價(jià)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、數(shù)字儀表檢測(cè)板、具有抗擾性的雙回路數(shù)字傳輸、電動(dòng)機(jī)速度的監(jiān)測(cè)與控制以及交流線路的頻率監(jiān)測(cè)等。

圖1所示為VF320轉(zhuǎn)換器采用DIP-14腳封裝的引腳排列圖。VF320的主要特點(diǎn)如下：

●線性度高：在10kHz時(shí)，其最大線性度為±0.005%；在100kHz時(shí)，最大為±0.03%，在1MHz，其線性度的典型值為±0.1%；

●可用作V/F轉(zhuǎn)換和F/V轉(zhuǎn)換；

●動(dòng)態(tài)范圍寬；

●最大增益漂移為20ppm/℃；

●與TTL和CMOS等邏輯電路相兼容。

2 工作原理

VF320是單片式V/F轉(zhuǎn)換器，其功能框圖如圖2所示。它由一個(gè)輸入放大器、兩個(gè)比較器、一個(gè)觸發(fā)器、兩個(gè)1mA的恒流源和一個(gè)集電極外露的晶體管組成。其中比較器和觸發(fā)器組成單穩(wěn)態(tài)電路。

VF320所產(chǎn)生的數(shù)字脈沖序列的輸出重復(fù)率直接與模擬輸入電壓成比例。當(dāng)輸入電壓VIN為正電壓時(shí)，其產(chǎn)生的電流將通過輸入電阻R1在VOUT端產(chǎn)生一個(gè)電壓，而且這個(gè)電壓將線性下降直到零，這段時(shí)間的長短取決于VIN的大小和積分元件。在這段時(shí)間里，恒流源處在斷開狀態(tài)。當(dāng)VOUT端的電壓接近零時(shí)，比較器A設(shè)置觸發(fā)器以閉合恒流源開關(guān)，并使fOUT端從邏輯“0”轉(zhuǎn)換為邏輯“1”。然后VOUT端的電壓開始線性上升，同時(shí)1mA恒流源開始給單穩(wěn)電容C1充電直到Vc1達(dá)到7.5V。當(dāng)C1端電壓達(dá)到7.5V時(shí)，比較器B將再次7.5V。當(dāng)C1端電壓達(dá)到7.5V時(shí)，比較器B將再次設(shè)置觸發(fā)器以使VOUT端電壓再次線性下降，fOUT端則變換回邏輯“0”。接著開始一個(gè)新的周期。

VF320的輸出頻率與輸入電壓的關(guān)系為：

fOUT=VIN/7.5C1R1

在VF320用做F/V轉(zhuǎn)換器時(shí)，e1和e2被短接，VOUT端與fIN端斷開（如圖2），fIN用一個(gè)驅(qū)動(dòng)比較器A的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，該信號(hào)也同時(shí)用于決定信號(hào)的重復(fù)頻率，這樣，就可以在VF320的VOUT端得到與輸入信號(hào)重復(fù)頻率成正比的輸出電壓。

VF320是一種造價(jià)低廉的轉(zhuǎn)換器，它轉(zhuǎn)換線性度高，動(dòng)態(tài)范圍大，放大倍數(shù)受溫度影響小，且與TTL、CMOS邏輯電路系列相兼容，用途十分廣泛。