使用AD654的电压到频率转换器的方法

　　电压频率转换器 （VFC） 是一种输出方波的振荡器，其频率与其输入电压成线性比例。输出方波可以直接馈送到微控制器的数字引脚，以精确测量直流输入电压，这意味着输入电压可以使用8051或任何其他没有内置 ADC 的微控制器来测量。

　　VFC 经常被误认为是压控振荡器 （VCO），但 VFC 具有 （VCO） 所没有的许多优点和增强的性能规格，例如动态范围、低线性误差、温度和电源电压稳定性等等。

　　这里 IC AD654 用于该电路中以演示操作，这是一个单片电压到频率转换器。示波器也用于显示输出方波。

　　集成电路 AD654

　　AD654 是一款电压频率转换器IC，采用 8 引脚 DIP 封装。它由一个输入放大器、一个非常精确的内置振荡器和一个大电流集电极开路输出驱动器组成，它允许该 IC 驱动多达 12 个 TTL 负载、光耦合器、长电缆或类似负载，并且可以在（5-30） 伏特之间。另一件要提的是，与其他 IC 不同，AD654 IC 输出方波，因此微控制器很容易测量读数。下面列出了该芯片的一些最有趣的功能。

　　特征：

　　宽输入电压 ± 30 V

　　满量程频率高达 500 kHz

　　125MΩ的高输入阻抗，

　　低漂移 （4 µV/°C）

　　2.0毫安静态电流

　　低偏移 1 mV

　　对外部组件的最低要求

　　所需组件

　　原理图，示意图

　　此电压到频率转换器电路的原理图取自数据表，并添加了一些外部组件来修改此演示的电路

　　该电路构建在无焊面包板上，其组件如图所示，出于演示目的，在放大器的输入部分添加了一个电位器以改变输入电压，由此我们可以观察输出的变化。

　　笔记！所有元件都尽可能靠近放置，以减少寄生电容的电感和电阻。

　　设备功能如何？

　　内部运算放大器用作输入，当向变频器提供1mA驱动电流时，它将输入电压转换为NPN跟随器的驱动电流。它为外部定时电容器充电，该方案允许振荡器在 100 nA 至 2mA 的总电压范围内提供非线性。这个输出也进入一个输出驱动器，它只是一个带有开路集电极的 NPN 功率晶体管，我们可以从中获得输出

　　计算

　　理论上计算电路的输出频率，可用下式

　　Fout = Vin / 10*Rt*Ct

　　在哪里，

　　Fout是输出频率

　　Vin是电路的输入电压，

　　Rt是 RC 振荡器的电阻

　　Ct是 Rc 振荡器的电容

　　例如，

　　Vin为0.1V或100mV

　　Rt为10000K或10K

　　Ct为0.001uF或1000pF

　　输出= 0.1 / （10 * 10 * 0.001）

　　输出= 1 KHz

　　因此，如果将0.1V施加到电路的输入端，我们将在输出端获得1kHz

　　电压到频率转换器测试

　　为了测试电路，使用以下工具

　　12V 开关电源 （SMPS）

　　Meco 108B+ 万用表

　　Hantech 600BE USB PC 示波器

　　为了构建电路，使用了 1% 的金属膜电阻器，并且没有考虑电容器的容差。测试时室温为22摄氏度

　　测试设置

　　如您所见，直流输入电压为 11.73 V

　　IC输入端的电压为104.8 mV

　　在这里你可以看到我的 DSO 上的输出是 1.045 kHz。其中给出了多个输入，并且频率随着输入电压的比率而变化。

　　进一步增强

　　通过在 PCB 上制作电路可以提高稳定性，也可以使用容差为 0.5% 的电阻器和电容器来提高精度。该电路最重要的部分是 RC 振荡器部分，因此 RC 振荡器必须尽可能靠近输入引脚放置，否则 PCB 走线或组件的启动电容和电阻可能会降低电路的精度。

　　应用

　　这是一个非常有用的 IC，可用于许多应用，其中一些在下面列出

　　AD654 VFC 作为 ADC

　　倍频器

　　带热电偶的温度传感器

　　应变计

　　函数发生器

　　自偏置精密时钟