使用KA331构建频率电压转换器电路

　　频率电压转换器将频率或脉冲转换为成比例的电输出，例如电压或电流。它是重复事件发生的机电测量的重要工具。因此，当我们在频率电压转换器电路上提供频率时，它将提供成比例的直流输出。这里我们使用KA331 IC构建频率电压转换器电路。

　　KA331集成电路

　　KA331是一种电压频率转换器，用于制作简单的低成本模数转换器，但也可以用作频率电压转换器。8 针 DIP IC 可在 1Hz 至 100 KHz 的宽带宽范围内工作。它还具有从 5V 到 40V 的宽电源电压范围。KA331 相当于流行的 LM331。LM331 也可用于这种 F-to-V 电路。

　　下面是数据表中KA331的引脚图和内部电路，

　　所需材料

　　KA331 IC - 1个

　　.01uF 陶瓷电容器 - 1 个

　　470pF 陶瓷电容 - 1pc

　　1uF 16V 电解电容

　　10k 电阻器，具有 1% 稳定性等级 MFR - 2 个

　　100k 电阻器，1% 稳定等级 MFR - 2pcs

　　一个 68k 电阻器，具有 1% 稳定性等级 MFR - 1pc

　　一个 6.8k 电阻器，具有 1% 稳定性等级 MFR - 1pc

　　面包板

　　15V电源

　　单股线

　　用于检查整个电路的频率发生器或函数发生器。

　　原理图，示意图

频率电压电路的工作

电路的主要元件是KA331。电路的输入跨接一个 470pF 电容 C1，该电容进一步连接到 KA331 的阈值引脚（引脚 6）。电阻 R3 和 R4 构成分压电路，连接到 KA331 的比较器引脚 7。电容 C3 和电阻 R5 是 RC 定时器，它在引脚 5 上提供所需的振荡。电阻 R2 在引脚 2 上提供参考电流。电路提供 15v 电压，连接在 KA331 的引脚 8 上。

要计算电路的输出电压，公式为 -

 

Vout = f输入x 参考电压 x (R L /R S ) x (R t x C t )

 

其中 f input是频率，R L是负载电阻，R S是电流源电阻，R t和 C t是 RC 振荡器的电阻和电容。

因此，对于我们的电路，公式将是 -

 

Vout = f输入x 参考电压 x (R 6 /R 2 ) x (R 5 x C 3 )

 

根据数据表，KA331 的参考电压为 1.89V。因此，如果我们在电路上提供 500 Hz 的输入信号以获得输出电压 -

 

Vout = 500 x 1.89 x (100k/100k) x (6.8kx 0.001uf) 
Vout = 500 x 1.89 x 1 x (6800k x 10 -8 ) 
Vout = 0.064V 或 64mV

 

因此，当整个电路施加 500 Hz 频率时，电路将提供 64 mV 输出。

　　在这里，我们在面包板上构建了电路。

　　频率电压电路测试

　　为了测试电路，使用了以下工具——

　　科学PSD3205台式电源。

　　Metravi FG3000 函数发生器。

　　UNI-T UT33D 万用表。

　　该电路使用 1% 金属膜电阻器构成，未考虑电容器容差。测试期间室温为22摄氏度。

　　为了测试电路，工作台电源设置为 15V 输出。

　　函数发生器提供大约 500 Hz 作为方波输出。

　　对于那些无法使用函数发生器的人，可以使用经典的 LM555 IC 构建定时器电路，或者也可以使用 Arduino 构建函数发生器。但是，Android 应用程序也可以在通过耳机输出生成信号的情况下工作。

　　万用表连接在输出端，量程选择为毫伏。

　　万用表的输出显示计算值。当输入端提供 500 Hz 方波时，电路提供 64 mV 输出。

　　最后给出了详细的工作视频，其中给出了多个输入，输出电压按照输入电压的比例变化。

　　改进

　　这种频率电压转换器电路可以构建在 PCB 上以获得更好的精度。电路的关键部分是 RC 振荡器。RC 振荡器需要放置在靠近 KA331 IC 的距离内。在长距离内，铜迹线可能会使振荡漂移，因为它会增加额外的电阻并产生杂散电容。还需要适当的接地层。

　　应用

　　频率电压转换器用于测量和仪表，例如转速计使用频率电压转换器来计算电机的速度。不同种类的仪表，速度计也使用这种技术。