Преобразователь частота-напряжения

Ksea

Здравствуйте!
Есть задача разработать преобразователь частота-напряжение. Нашел множество вариантов реализации данного устройства, однако остановился на приведенной ниже схеме:
[img][img]http://img.radiokot.ru/files/138990/thumbnail/24jypes2bn.gif[/img][/img]
Не могли бы описать принцип работы этой схемы для лучшего понимания?
Заранее спасибо.

Реклама

tonyk

Если нет высоких требований по точности преобразования, то возьми готовую м/с. Тип и методику расчёта найдёшь у Хоровица и Хилла.

Реклама

Ksea

Спасибо за совет, нашел в книге типовые схемы фазового детектора, однако методике расчета не обнаружил.
Меня все же больше интересует приведенная мной схема за счет минимума компонентов.
Однако хотелось бы иметь большее понимание как она работает.
Если правильно понимаю, то на выходе триггера получаем импульсы разной длительности и частоты.
Оу собран по схеме классического интегратора, резисторы обратной связи ограничивают напряжение на выходе. Для чего нужна емкость на выходе триггера? Это диф элемент?
Или ОУ выступает в роли преобразователя тока, который вытекает с земляного выхода триггера и этот ток пропорционален входной частоте?
Исправьте меня где неверно понимаю?

B@R5uk

Ёмкость на выходе триггера Шмитта приводит к тому, что потребляемый им ток в моменты переключения будет представлять собой иголки фиксированной ширины. Эти скачки тока направляются на выход для перезарядки выходной ёмкости. Причём при переключении в "+" ток потребляться будет по положительной шине, а при переключении в "−" — по отрицательной. То есть эта часть схемы с таким нестандартным включением служит формирователем импульсов. Интегратор эти импульсы интегрирует и превращает в постоянной напряжение, пропорциональное частоте следования импульсов, которая равна входной частоте.

И да, схема на ОУ — это не совсем интегратор, вернее даже совсем не интегратор. Просто не самый оптимальный фильтр НЧ. Интегратор обычно не имеет саморазряда, зато имеет способ сброса в ноль или ограничение выходного напряжения.

Реклама

tonyk

Смотрите внимательно, методика в книжке есть.

Миль пардон, но схема на одной м/с и паре RC-цепочек куда проще, нежели на ОУ, инверторе, да ещё и с расщеплённым питанием.

Для чего вообще понадобился f-U преобразователь? Я, например, предложенный в Х-Х ФАПЧ использовал для декодирования ЧМ сигнала.

Учтите, что такие преобразователи бывают или быстрые (для ЧМ демодуляции), или точные, но медленные. Соответственно и схемы будут разные.

Реклама

HochReiter

Информация нужна для препода?

Реклама

Ksea

Да, это студ задание.

HochReiter

Тогда "схему мы будем делать из дерева, поскольку курсовой всё равно никто читать не будет". Никаких цифр - вольт, герц - не приведено, основной критерий - не качество, а наглядность и объяснимость. Я бы выбрал другую схему, более стандартную и привычную преподам (преподы старенькие и привыкли к старинной технике).
1) если входной сигнал - не прямоугольные импульсы, а синусоида или ещё что-то, то формирователь фронтов. Триггер Шмитта, скорее всего (по программе был?)
2) Одновибратор. По каждому фронту формирует импульс длительностью Ti и фиксированной амплитудой U. (вариант - дифференцирующая RC. Проще паять, но чуть сложнее считать)
3) ФНЧ. На выходе его постоянное напряжение U*Ti/T, где T = 1/F, период входного сигнала, F - его частота.

По каждой из трёх штуковин можно привести наукообразный расчёт с формулами и цифрами.

Ksea

Да, не указал входные входные данные, на входе синусойда 500-10000 ГЦ, на выходе пропорциональное входной частоте напряжение 0-1 В.
Да, триггер Шмитта был. Его и буду использовать.
Вместо RC цепочки возможно использовать таймер 555NE?

И если не затруднит, не могли бы привести примерную схему.
Спасибо за помощь!!!

HochReiter

555 - хороший вариант, литературы о нём много. О триггерах Шмитта и фильтрах низкой частоты тоже много. Схему я мог бы нарисовать, но лень. Нарисуйте сами, коллективным разумом поправим, если что не так.

ёпт

[uquote="HochReiter",url="/forum/viewtopic.php?p=3790114#p3790114"]1) если входной сигнал - не прямоугольные импульсы, а синусоида или ещё что-то, то формирователь фронтов. Триггер Шмитта, скорее всего (по программе был?)
2) Одновибратор. По каждому фронту формирует импульс длительностью Ti и фиксированной амплитудой U. (вариант - дифференцирующая RC. Проще паять, но чуть сложнее считать)
3) ФНЧ. На выходе его постоянное напряжение U*Ti/T, где T = 1/F, период входного сигнала, F - его частота.[/uquote]Здесь описание подобной схемы и выложены осциллограммы работы.
http://www.radiocxema.h1n.ru/2018/03/01 ... ника-с-ни/

А здесь эта схема работает в качестве частотного детектора в ЧМ приемнике с низкой промежуточной частотой.
Частотный детектор это по сути тоже преобразователь частота-напряжение.
https://radiokot.ru/artfiles/6445/

Ksea

Спасибо всем за помощь!
Разобрался!