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1 概述 在利用單片機設計的自動測量和控制系統中，經常要將電壓信號轉換為頻率信號或將頻率信號轉換成電壓信號。這里要介紹的V/F和F/V轉換器件BG382就可實現電壓和頻率的相互轉換，而且具有較高的精度、線性和積分輸入特性，利用它可以抑制串擾干擾。如果將其輸出的信號調制成射頻信號或光脈沖，還可在不受電磁影響的情況下進行無線或光纖等遠距離通信傳輸。 2 BG382的封裝及引腳 圖1所示是BG382的外型封裝形式。其引腳及功能如表1所列。 表1 BG382的引腳功能 管腳 1 2 3 4 5 6 7 8 功能 恒流源Io輸出端 Io大小控制端 輸出頻率端 地 Io充電時間選擇端 門限控制端 信號輸入端 電源端 3 BG382的V/F和F/V轉換 3．1 V/F轉換電路 圖2所示是由BG382組成的簡單V/F變換器，其輸入為10mV"10V，輸出為10Hz"10kHz，滿刻度線性精度的典型值為0.5%。 影響上面電路線性精度的原因是恒流源1端的電壓會隨輸入端輸入電壓的變化而變化，從而使恒流源的性能變差，Io約為137μA。如果輸入電壓由10mV變為10V，由此所引起的Io變化約為1μA，即對Io的影響為1/137。而Io的變化將影響輸出頻率的變化，從而使線性精度的曲線上端向上翹；另外，由于集成電路內比較器的輸入端，即6、7腳存在失調現象，影響了線性精度的低端；同時由于比較器的增益較低，也影響了其靈敏度，增大了誤差。 以上電路僅適用于精度要求不高方面的應用，圖3所示是由BG382組成的高精度V/F轉換電路，其精度可達%26;#177;0.05%，該電路采用了由運放BG305和積分電容C1組成的有源積分電路，這個積分電路將負載輸入電壓變為正斜坡電壓，當積分器輸出達到BG382 內部比較器的比較電平時，單穩電路被觸發，恒流源的電流Io從1端流出，使積分器的輸出急劇下降，單穩輸出結束時，斜坡輸出電壓上升，重復以上轉換周期。 由于信號從運算放大器的反相端輸入，因此要求輸入信號為負值，如果信號從運算放大器同相端輸入，則輸入信號應為正。 該電路線性精度高的原因在于：恒流源的1端接在運算放大器的虛地端，使恒流源總是處在電位上，這樣恒流源電流Io的大小不再受輸入電壓變化的影響。可選擇低失調電壓、低失調電流的運算放大器，如OP07，同時，也要求選擇穩定性好、溫度系數低的電容。 3．2 F/V轉換電路 圖4是由BG382組成的F/V轉換電路。其線性精度可達1%，當輸入頻率一方波時，其輸出經過后面的運算放大器構成了一級低通濾波器。 為了獲得到較好的效果，電路中的阻容元件就采用低溫度系數的穩定器件，如金屬膜電阻和絕緣介質高的聚苯乙稀或丙稀電容。 4 典型應用電路 圖5是由BG382構成的V/F轉換器與單片機8098的接口電路。圖中，通過光電耦合器件4N28的隔離措施，可以減少轉換通道及電源對單片機的干擾。CD4049用于削弱殘留電壓對8098單片機HIS口的影響。 圖5電路由于利用了8098單片機的高速輸入HIS功能以及8098單片機簡便的測頻和輸出頻率可編程技術，因此，該接口電路非常簡單，且占用計算機資源少，同時還能以查詢和中斷兩種編程方式來工作。 |
