Преобразователь частоты в напряжение

Частота-напряжение преобразователя или частоты в напряжение преобразователи преобразуют частоту постоянного напряжения переменного тока или квадратной волны в зависимости от частоты или даже пропорциональное постоянное напряжение . Аналог - преобразователь напряжение-частота .

реализация

Удвоение частоты прямоугольного сигнала. Ширина игольчатых импульсов соответствует продукту RC. Среднее значение выходного напряжения пропорционально частоте.

Для преобразования частоты в напряжение доступны следующие варианты:

  1. Использование частотного демодулятора (обычно не именуемого преобразователем частоты в напряжение)
  2. Последовательное соединение монофлопа с синхронизацией по частоте и фильтра нижних частот
  3. Генерация импульсов определенной длины с логическим элементом исключающее ИЛИ после каждого прямоугольного края и подключенным фильтром нижних частот (изображения среднего значения)
  4. Использование частотомера и подключенного цифро-аналогового преобразователя (с помощью микроконтроллера, оборудованного для этой цели )
  5. Работа генератора, управляемого напряжением (ГУН) в контуре фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), который сравнивает управляющую частоту с частотой ГУН: управляющее напряжение ГУН является искомым аналоговым напряжением.

Варианты 2 и 3 используются, в частности, для низких частот, для управления двигателем или для частот и тахометров . Входное напряжение сначала подается на пороговый переключатель ( триггер Шмитта ), чтобы получить прямоугольное напряжение с крутым фронтом от колебания с недостаточно крутыми фронтами переключения .

В варианте 2 один из фронтов переключения прямоугольного сигнала запускает монофлоп , длительность включения которого меньше самого короткого периода входной частоты.

В варианте 3 вентиль «исключающее ИЛИ» генерирует импульсы постоянной ширины с удвоенной входной частотой, что ускоряет последующее усреднение.

Последовательность импульсов направляется на фильтр нижних частот, который формирует из него эквивалентное значение . Это сигнал, пропорциональный входной частоте через рабочий цикл . Недостатком обоих методов является остаточная пульсация ; если он должен быть маленьким, инерция должна быть большой: фильтр нижних частот должен иметь значительно более низкую частоту среза, чем входная частота. Может помочь фильтр нижних частот более высокого порядка.

применение

литература

  • Райнер Фельдерхофф: Электрическая и электронная измерительная техника. Основы - процедуры - устройства и системы. 8-е издание. Карл Хансер Верлаг, Мюнхен 2007, ISBN 978-3-446-40571-4 .
  • Герберт Бернштейн: технология измерения НЧ и ВЧ. Измерение с помощью осциллографов, анализаторов цепей и анализаторов спектра., Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-07377-0 .
  • Курт Бергманн: Технология электрических измерений . Электрические и электронные процессы, установки и системы; 5-е издание, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag, Брауншвейг 1993, ISBN 978-3-528-44080-0 .