高精度电压频率和频率电压转换器advfc32的性能及应用

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1、电压频率和频率电压转换器ADVFC32及应用一、概述ADVFC32是ADI公司生产的一种低成本的单片集成的实现电压频率转换或频率电压转换的器件。它具有很好的线性（10KHz时的最大误差时0.01%），最大的工作频率可以达到0.5MHz。只需要外接很少的器件就可以把输入的正、负电压或电流转换为与之成比例的频率。频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏压或网络组合来保证输入逻辑电平有较大的范围。在V/F模式下用一个开放的输出频率收集器可以实现TTL和CMOS兼容。上拉电阻可以接到30V、15V

2、的电压，或者5V标准CMOS和TTL逻辑电平。应选取这个电阻值限制输出集电极的电流不超过8毫安。低输入电压失调漂移，仅有满度的3ppm/℃。ADVFC32具有以下的一些优点：1、ADVFC32采用的是电荷平衡电路技术，这使得它的电压频率转换具有很高的精度。它的工作频率的范围仅仅由一个精密电阻和电容决定，其它的元件对频率范围影响不大。所以可以采用比较便宜的，精度±20%的电阻和电容，这样并不会影响线性和温度漂移。2、ADVFC32可以很容易满足系统工作范围要求。选择不同的输入电阻可以实现不同的输入电压缩放比。输入电阻还可以在

3、最大的输入电压时使输入电流达到0.25mA。3、频率电压转换的模式所用的器件与电压频率转换的相同，只是要有一个简单的逻辑偏置、网络相加和重新组合即可。4、ADVFC32和其它公司生产的VFC32具有引脚的兼容性。5、ADVFC32与军用标准MIL_STD_883兼容。二、封装结构ADVFC32有两种封装方式：一种是14管脚的双列直插式，另一种是10管脚的金属罐式。图1（A）给出的是ADVFC32的14脚封装结构及引脚排布，图1（B）给出的是ADVFC32的10脚封装结构及引脚排布。（A）：14引脚封装结构（B）：10引脚封

4、装结构图1：ADVFC32的两种封装结构三、工作原理及应用设计ADVFC32应用广泛，除了用于电压频率转换和频率电压转换，还可以用于微处理器控制的A/D转换及其他的电路。下面介绍一些它的应用电路设计。1、单极输入的电压频率转换（1）输入为正电压当作为电压频率转换器使用时，电压到频率的转换是基于输入信号和内部1mA的电流源比较实现的。当输入的电压为正时，连接的电路图为图2。在一个周期开始时，和输入电压成比例的电流通过和对电容充电。随着电容上电荷的积累，输入放大器的输出电压降低。当输入放大器的输出电压达到零时，比较器反转一次，

5、时间由电容决定。反转时间的精确值为：。在这个过程中有1mA的电流流过电容，在一个周期内电容上损耗的电荷为(1mA)。在一个周期的其余时间电容上继续充电，积分器的电压达到原来的值。因为每个周期内的充电量和放电量相等。=，整理得=用取代其中的，并把用表示得到ADVFC32的输出频率公式为：=用下面的公式计算元件的参数使输入电压和输出频率的范围优化。=（最小1000）；=；表1中给出了建议使用的、和的值。输入电阻由固定电阻和可变电阻组成，可以进行对内部增益的失调进行补偿。为了满足所有的可能情况，应该为输入电阻的20%，应为输入电

6、阻的90%。这就允许有±10%的增益调节来补偿ADVFC32的全范围误差和的误差。如果需要更精确的内部偏置，则可以加入和组成的电路。的阻值可以在和之间，应大约为。纠正零漂所需的电流相对很小，因此这两个电阻的温度系数不做要求。如果加上这个电路后会产生大的偏移，则两个电阻的温漂就都非常重要了。图2：正电压输入的电压频率转换电路表1：建议使用的、和的值（1）输入为负电压图3给出的是输入电压为负的V/F转换的连接电路。在这种结构中，最大的输出频率对应最大的输入负电压，输出频率为零时对应输入电压也为零。因为它只驱动积分器的输入，所以

7、输入的信号源可以有很高的阻抗。末端的典型输入阻抗值为250MΩ或更高。对于正电压的V/F转换来说，信号发生器必须可以提供0.25mA来驱动ADVFC32，但对于负电压V/F转换0.25mA的电流是从地经和得到的。负电压的电路工作原理和正电压的非常相似，上面已经给出了元件选择的公式，这里就不做进一步介绍了。图3：输入为负电压的V/F转换2、双极输入V/F转换在脚1（对于10脚的是脚2）接一个稳定的正电压，ADVFC32就可以工作在双极电压输入状态。例如，把80KΩ的电阻接到10V的电压上得到一个外加0.125mA的电流进入放

8、大器。这样一来即使在负电压输入时流入积分器的电流也是正的。在最大的负电压输入时有0.125mA的电流从流入积分器，从偏置电阻流出，输出的频率为零；当输入为最大的正电压时，两个电流的总和为0.25mA，输出为最大频率。3、频率电压转换图4给出了在输入幅值为TTL逻辑电平上的F/V转换连接图。图中的电阻主要