Перейти к содержанию
IFomin

Преобразовать частоту в напряжение

Рекомендуемые сообщения

Господа, задача детская, но что-то я запутался в трех соснах. Есть импульсы с частотой от 10 до 500гц. Амплитудой 12 вольт. Меандр. надо из этого получить постоянное напряжение, которое потом подать на АЦП. Сначала думал просто воткнуть интегрирующую RC цепочку, не увидел интегрирование, потом собрал схему на ОУ, тоже не работает. То-ли я в порядках элементов ошибаюсь, то-ли еще что, подскажите, пожалуйста.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Преобразователь на основе аналоговой интегрирующей цепочки у вас не будет работать, т.к. форма меандр, т.е сумма за период равна нулю. Для цифрового сигнала вам можно использовать счетчик в качестве интегратора, постоянная интегрирования = периоду обнуления.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для начала, сформируйте из меандра импульсы постоянной длительности, а потом интегрируйте их на здоровье. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Эта схема не рабочая получается? LM331N/NOPB, Прецизионный конвертор напряжение-частота, [DIP-8] - 100 руб ЧиД. 

Изменено пользователем prince

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
4 минуты назад, Л е о н ы ч сказал:

Для начала, сформируйте из меандра импульсы постоянной длительности, а потом интегрируйте их на здоровье. 

Хотел вторым вариантом предложить на одновибраторе, но вы опередили...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
9 минут назад, prince сказал:

Эта схема не рабочая получается? 

Почему же не рабочая, ИС LM331 это и есть интегральный преобразователь напряжение - частота, разработанный специально для АЦП. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Цитата

на одновибраторе

Поддерживаю. На одновибраторе будет правильно. Хотя бы и на 555 таймере.

Есть и эрзац-способ - дифцепочкой по фронту выделять экспоненциальные импульсы. Отрицательные отсекать. Положительные интегрировать. Но это некрасиво. )) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
9 минут назад, PAA сказал:

преобразователь напряжение - частота

А нужен частота-напряжение.
Одновибратор вполне справится.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
22 минуты назад, PAA сказал:

т.к. форма меандр, т.е сумма за период равна нулю. Для цифрового сигнала вам можно и

если не понимаем,  смотрим Викепедия. Другое дело автор сам не понимает, что у него за меандр. Поскольку на выходе интегрирующей цепи ( RC) напряжение нуль, значит меандр Знакопеременный. В таком случае ничего другого не остается как применить двухполупериодный выпрямитель или синхронное детектирование. Учитывая низкую частоту сигнала надо выбирать и соответствующий фильтр. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 минут назад, Л е о н ы ч сказал:

Поддерживаю. На одновибраторе будет правильно. Хотя бы и на 555 таймере.

Есть и эрзац-способ - дифцепочкой по фронту выделять экспоненциальные импульсы. Отрицательные отсекать. Положительные интегрировать. Но это некрасиво. )) 

Да, я согласен что некрасиво, вообще ТС умолчал о цели,  но он собирается цифровой сигнал конвертировать в аналоговый, а потом опять в цифровой. Это как то не изящно, может можно прямо в цифре преобразовать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 минут назад, tolich2 сказал:

значит меандр Знакопеременный. В таком случае ничего другого не остается как применить двухполупериодный выпрямитель или синхронное детектирование. Учитывая низкую частоту сигнала надо выбирать и соответствующий фильтр. 

После двухполупериодного выпрямления вы получите постоянный сигнал, не зависящий от частоты, то же самое будет и после синхронного детектора. Для ТС нужен конвертер F/U а не детектор сигнала. (Я так понял, что входной сигнал у ТС модулирован по времени, а не по амплитуде).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Выпускались раньше специальные микросхемы К1108ПП1, КР1108ПП1, но  и сейчас ещё купить можно.

http://www.155la3.ru/datafiles/1108pp1_1143pp1_d.pdf

https://www.chipdip.ru/product/kr1108pp1

Изменено пользователем sergeijob

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
4 часа назад, PAA сказал:

Я так понял, что входной сигнал у ТС модулирован по времени, а не по амплитуде).

вообще говоря , сигнал несущей  можно промодулировать чем угодно, но только не временем. Невозможно промодулировать прошлым, настоящим и будущим. Но это так, между делом, вашу мысль я понял, спасибо. ТС хочет видимо замутить измеритель числа оборотов двигателя , проще говоря изобрести тахометр, флаг   (F/U) ему в руки, хотя проще заказать на Али. 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

f-u.jpg

На выходе будет тот же меандр (почти), но его амплитуда будет прямопропорциональна частоте.

Изменено пользователем break

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

1. Понизить уровень до удобоваримого, например делителем напряжения 1/2 или 1/3.

2. Отрезать отрицательную полуволну. Например, подать сигнал на вход логического элемента с триггером шмидта на входе.

3. Подать сигнал с выхода элемента на дифференцирующую цепочку из конденсатора 47нан и резистора в землю на 33кОм.

4. Подать получившиеся импульсы на вход следующего элемента с триггером шмидта на входе.

5. На выход повесить интегрирующую цепочку из резистора на 120кОм и конденсатора в землю на 1мкф.

На выходе получить пропорциональное напряжение от частоты - чем выше частота, тем ближе напряжение будет к 1/2 питания микрохи дающей импульсы на интегратор.

В общем всё делается на 1 корпусе CD4093 а ещё 4 резисторах и 2 конденсаторах.

Инвертируя или не инвертируя импульсы на последнем этапе, перед интегрированием, можно сделать обратную пропорцию, то есть при низкой частоте будет максимальное напряжение.

 

Как это работает?

Сначала мы нормируем импульсы по напряжению и моменту появления, так, на всякий случай, можно не делать, но почему бы не сделать, всё равно в корпусе CD4093 аж 4 элемента, а нам надо 1.

Затем, дифференциальной цепочкой и элементом с триггером шмидта на входе мы создаём импульсы минимальной длительности, соответствующей максимальной частоте (500 Гц) из любых импульсов, от 0 до 500 Гц, то есть теперь будет меняться скважность.

После чего уже эти импульсы (они однополярные!) подаём на интегрирующую цепочку с частотой среза 8Гц и получаем напряжение на конденсаторе, так как время зарядки конденсатора терь зависит от частоты следования и чем больше частота, тем ближе сигнал на выходе последнего элемента к меандру, а однополярный меандр проинтегорированный это 1/2 его действующего значения, то есть 1/2 питания микрохи, за небольшим вычетом падения напряжения тут да там.

Изменено пользователем Tardis
добавил "как это работает"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
14 часов назад, IFomin сказал:

Сначала думал просто воткнуть интегрирующую RC цепочку, не увидел интегрирование,

диод поставьте последовательно резистору в вашей RC цепочке...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 часов назад, break сказал:

На выходе будет тот же меандр (почти), но его амплитуда будет прямопропорциональна частоте.

"его амплитуда пропорциональна частоте" 

как бы это странно не показалось, но амплитуда на выходе дифференцирующей цепочки будет неизменна. А уж если говорить  о пропорциональности по частоте , то необходимо соблюдать условие - частота среза F = 1/ 2 пи RC >>> максимальной  частоты сигнала. Иначе говоря,    достаточное условие пропорциональности когда  частота среза F будет на порядок  превышать максимальную частоту сигнала 500 Гц. Про меандр нужно забыть  окончательно. От меандра остануться прямоугольнички амплитудой равной амплитуде бывшего меандра, но зато их площадь ( среднее значение ) будет пропорциональна частоте, то что и требуется. Остается только сосчитать, будет ли достаточно уровня сигнала ( среднего значения) на минимальной частоте 10 Гц. 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Советов уже дано значительное количество, но кажется что ТС потерял интерес к своему топику (молчит), и всё же, исходя из того, что ТС собирался делать преобразование типа DAC/ADC, я бы посоветовал рассмотреть возможность обработки цифрового сигнала без прямого и обратного преобразования, если конечно такой путь возможен, т.к. автор умолчал о конечной цели для данного процесса.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Я не молчу, просто не могу быть постоянно онлайн.

Да, вы правы, строю тахометр. Пока больше всего нравится вариант на Lm331.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, IFomin сказал:

Пока больше всего нравится вариант на Lm331.

Ну если только  нравится.  В чем микросхема  красивее диф цепочки? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, IFomin сказал:

Пока больше всего нравится вариант на Lm331.

Или Вы задачу не верно сформулировали или что-то непонятное твориться, так как:

LM331 это "Precision Voltage-to-Frequency Converters"

на всякий случай уточню, что то, что описано в задаче, в первом посте, это:

Frequency-to-Voltage.

 

10 минут назад, tolich2 сказал:

В чем микросхема  красивее диф цепочки? 

Дифцепочка не будет работать, так как потребуется ещё и детектор, а сделать линейный детектор не простая задача. Диодом не обойтись, потому что диод на малых напряжениях очень не линейная штука.

Изменено пользователем Tardis
дополнил

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 минут назад, Tardis сказал:

Или Вы задачу не верно сформулировали или что-то непонятное твориться, так как:

LM311 это "Precision Voltage-to-Frequency Converters" 

на всякий случай уточню, что то, что описано в задаче, в первом посте, это:

Frequency-to-Voltage.

 

Вы не совсем внимательны. Микросхема умеет оба варианта. Даташит, страница 9, рисунок 6. https://static.chipdip.ru/lib/142/DOC000142757.pdf

Эту же схему приводили выше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

IFomin, ага, возникла у меня идея, когда уже стоял на балконе курил, что можно прикрутить петлю ФАПЧ и с неё снимать напряжение, но счёл это неимоверным извращением недостойным даже обсуждения. Большим извращением будет только собрать частотомер, но вместо дешифраторов на 7-ми сегментные индикаторы прикрутить ЦАП.

Мне лично как то больше импонирует 1 корпус дешманской логики по 10 рубле штука плюс 4 резистора и 2 конденсатора.

А если уж нужна реально прецезионность то на частоте 10Гц, я бы измерял длительность импульса, иначе время для точного измерения было бы совершенно безумно большим, ведь даже 100 импульсов 10Гц это уже 10 секунд, а точность 1/100 от частоты это такая себе прецезионность, а так можно влупить такторую частоту, скажем 10МГц и иметь точность 1/20000 на частоте 500Гц, а ниже - точнее.

Изменено пользователем Tardis
извращения они бывают разные

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Tardis сказал:

Frequency-to-Voltage.

 

вроде как есть два исполнения,  LM331 и LM331N, первое - частота в постоянное напряжение, второе - постоянное напряжение в частоту. Не? 

для постоянки  после диф-цепочки придется ставить синхронный ввиду малости  сигнала, или двухполупериодный на ОУ, кому что нравится. 

Но суть то в том , что ТС сам не знает,  пока , чего на выходе надо, поэтом было  предложено ему купить на Али . Ведь легче сначала испытать готовое, потом разработать свое, под личные нужды . Ведь так обычно в нии и делали ( на основе прототипа) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мож тогой, меандр на АЦП и программно фронты выделить или БПФ посчитать? Вариантов много)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.