ממיר תדר למתח ממיר את התדרים או הפולסים ליציאה החשמלית הפרופורציונלית כמו מתח או זרם. זהו כלי חשוב למדידות אלקטרומכניות בהן מתרחשים אירועים חוזרים ונשנים. לכן, כאשר אנו מספקים תדר במעגל ממיר תדרים למתח, הוא יספק יציאת DC פרופורציונאלית. כאן אנו משתמשים ב- KA331 IC לבניית מעגל ממיר תדרים למתח.
KA331 IC
KA331 הוא ממיר מתח לתדרים המשמש לייצור ממיר אנלוגי לדיגיטלי בעלות נמוכה, אך הוא יכול לשמש גם כממיר תדרים למתח. 8 פינים DIP IC יכול לעבוד במגוון רחב של רוחב פס בין 1Hz ל 100 KHz. יש לו גם מגוון רחב של מתח אספקה בין 5 וולט ל 40 וולט. KA331 הוא המקבילה ל- LM331 הפופולרי. ניתן להשתמש ב- LM331 גם במעגל F-to-V זה.
להלן תרשים סיכות ומעגל פנימי של KA331 שנלקחו מגליון הנתונים,
חומר נדרש
- KA331 IC - 1 pc
- .01uF קבלים קרמיים - 1 pc
- קבל קרמי 470pF - 1 pc
- קבל אלקטרוליטי 1uF עם דירוג 16V
- נגד 10k עם דירוג יציבות 1% MFR - 2 יחידות
- נגד 100k עם דירוג יציבות 1% MFR - 2 יחידות
- נגד 68k עם דירוג יציבות של 1% MFR - 1 pc
- נגד 6.8k עם דירוג יציבות של 1% MFR - 1 pc
- קרש לחם
- ספק כוח 15V
- חוט בודד
- מחולל תדרים או מחולל פונקציות לבדיקת המעגל הכללי.
תרשים סכמטי
עבודה במעגל תדרים למתח
המרכיב העיקרי במעגל הוא KA331. קלט המעגל מחובר על פני קבלים C1 470pF, המחובר עוד לסיכת הסף של KA331 (סיכה 6). הנגד R3 ו- R4 יוצרים את מעגל מחלק המתח המחובר ל- PIN השווה 7 של KA331. הקבל C3 והנגד R5 הוא טיימר ה- RC המספק את התנודה הנדרשת על פני הסיכה 5. הנגד R2 מספק את זרם הייחוס על פני הסיכה 2. המעגל מסופק במתח 15 וולט המחובר על הסיכה 8 של KA331.
כדי לחשב את מתח המוצא של המעגל, הנוסחה היא -
Vout = f קלט x התייחסות מתח x (R L / R S) x (R t x C t)
כאשר קלט f הוא התדר, R L הוא נגד העומס, R S הוא הנגד המקורי הנוכחי, R t ו- C t הם הנגד והקבל של מתנד RC.
לכן, עבור המעגל שלנו, הנוסחה תהיה -
Vout = f קלט x התייחסות מתח x (R 6 / R 2) x (R 5 x C 3)
בהתאם לגליון הנתונים, מתח הייחוס של KA331 הוא 1.89V. אז אם אנו מספקים 500 הרץ של אות קלט על פני המעגל כדי לקבל את מתח המוצא -
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 או 64mV
לכן, כאשר תדר של 500 הרץ מוחל על פני המעגל, המעגל יספק פלט 64 mV.
כאן בנינו את המעגל על קרש הלחם.
בדיקת מעגל תדרים למתח
לבדיקת המעגל משתמשים בכלים הבאים -
- ספק כוח מדעי PSD3205 ספסל.
- מחולל פונקציות Metravi FG3000.
- מודד UNI-T UT33D.
המעגל בנוי באמצעות נגדי סרטי מתכת 1% והסבילות של הקבלים אינם נלקחים בחשבון. טמפרטורת החדר הייתה 22 מעלות צלזיוס במהלך הבדיקה.
כדי לבדוק את המעגל, אספקת החשמל של הספסל מוגדרת ליציאת 15 וולט.
מחולל הפונקציות מספק כ 500 הרץ כפלט גל מרובע.
למי שאין לו גישה למחולל הפונקציות, ניתן לבנות מעגל טיימר באמצעות ה- IC הקלאסי LM555 או לבנות מחולל פונקציות באמצעות ארדואינו. עם זאת, אפליקציית Android יכולה לעבוד גם במקום בו נוצרים אותות דרך פלט האוזניות.
המולטי-מטר מחובר לרוחב הפלט והטווח נבחר כמילי וולט.
הפלט של המולטימטר מציג את הערך המחושב. מעגל נותן תפוקה 64 mV כאשר 500 הרץ גל מרובע מסופק ברחבי קלט.
הווידאו עובד המפורט ניתן בסוף, שבו כניסות מרובות ניתנות ואת מתח המוצא משתנה ביחס של מתח הכניסה.
שיפורים
ניתן לבנות מעגל ממיר תדרים למתח על גבי PCB לדיוק טוב יותר. החלק הקריטי במעגל הוא מתנד ה- RC. יש למקם את מתנד ה- RC במרחק קרוב על פני ה- IC KA331. למרחקים ארוכים, עקבות הנחושת עלולים להסחף את התנודה מכיוון שהיא תוסיף התנגדות נוספת ותתרום גם לקיבול תועה. נדרש גם מטוס הקרקע המתאים.
יישומים
ממיר תדרים למתח משמש במדידות ומכשור כמו טכומטר משתמש בממיר תדרים למתח כדי לחשב את מהירות המנוע. סוג שונה של מדי מד, מד מהירות משתמשים גם בטכניקה זו.