บน 28/08/2024 477

คู่มือ LM331 ที่ครอบคลุม: แรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำไปยังตัวแปลงความถี่

แคตตาล็อก

คำอธิบาย LM331

ที่ LM331 เป็นชิปแบบบูรณาการที่มีประสิทธิภาพสูงและค่อนข้างต่ำที่ผลิตโดย บริษัท NS ในสหรัฐอเมริกามันสามารถใช้เป็นตัวแปลงความถี่ถึงแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำตัวแปลง A/D, การปรับความถี่เชิงเส้นและ demodulation, ผู้รวมระบบเป็นเวลานานและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องLM331 ใช้วงจรอ้างอิงช่องว่างพลังงานที่ชดเชยอุณหภูมิใหม่ซึ่งให้ความแม่นยำสูงมากในช่วงอุณหภูมิการทำงานทั้งหมดและลงไปที่แรงดันไฟฟ้า 4.0 V. LM331 มีช่วงไดนามิกที่กว้าง 100 เดซิเบลความเป็นเส้นตรงของมันก็ยอดเยี่ยมด้วยการบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นสูงสุดน้อยกว่า 0.01 เปอร์เซ็นต์และรักษาประสิทธิภาพเชิงเส้นที่ดีแม้ในการทำงานความถี่ต่ำถึง 0.1 Hzนอกจากนี้ความแม่นยำในการแปลงก็ค่อนข้างสูงความละเอียดดิจิตอลสามารถเข้าถึง 12 บิตในแง่ของแอปพลิเคชันการออกแบบวงจรภายนอกของ LM331 นั้นค่อนข้างง่ายและเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้างวงจรการแปลงเช่น V/F หรือ F/V โดยการเข้าถึงส่วนประกอบภายนอกเพียงไม่กี่ตัวในเวลาเดียวกันเนื่องจากการออกแบบวงจรภายในที่เหมาะสมที่สุดความแม่นยำในการแปลงจึงสามารถรับประกันได้

ทางเลือกและเทียบเท่า:

• AS331

- LM3310SQ

ฟังก์ชั่นและบทบาทของ LM331

ฟังก์ชั่นหลักของ LM331 คือการแปลงสัญญาณอะนาล็อกอินพุตเป็นเอาต์พุตความถี่มันใช้ตัวเปรียบเทียบภายในและออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) เพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นนี้เมื่อสัญญาณอินพุตเกินขีด จำกัด ที่ตั้งไว้ตัวเปรียบเทียบจะส่งออกสัญญาณระดับสูงทำให้ความถี่เอาต์พุตของ VCO เพิ่มขึ้นในทางตรงกันข้ามเมื่อสัญญาณอินพุตต่ำกว่าเกณฑ์ตัวเปรียบเทียบจะส่งออกสัญญาณระดับต่ำทำให้ความถี่เอาต์พุตของ VCO ลดลงดังนั้นชิป LM331 สามารถแปลงขนาดของสัญญาณอินพุตเป็นการเปลี่ยนแปลงในความถี่เอาต์พุต

LM331 มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในการวัดการควบคุมและอุปกรณ์สื่อสารตัวอย่างเช่นเมื่อวัดปริมาณทางกายภาพเช่นอุณหภูมิและความชื้นสามารถใช้ชิป LM331 เพื่อแปลงสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ให้เป็นสัญญาณความถี่สำหรับการประมวลผลดิจิตอลที่สะดวกนอกจากนี้ยังสามารถใช้ในระบบการสื่อสารดิจิตอลเพื่อแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการต่อต้านการแทรกแซงและความน่าเชื่อถือของระบบ

LM331 แผนภาพบล็อกภายใน

วงจรภายในของ LM331 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเปรียบเทียบอินพุต, หลอดไดรเวอร์เอาท์พุท, RS Flip-Flop, สวิตช์ปัจจุบัน, ตัวเปรียบเทียบเวลา, ทรานซิสเตอร์รีเซ็ต, ท่อป้องกันเอาต์พุต, วงจรอ้างอิง BandGAP และวงจรแหล่งกระแสไฟฟ้าที่แม่นยำหลอดไดรเวอร์เอาท์พุทใช้แบบฟอร์มแบบเปิดดังนั้นโดยการเลือกตัวต้านทานลอจิกปัจจุบันและภายนอกที่เหมาะสมผู้ใช้สามารถเปลี่ยนระดับตรรกะของพัลส์เอาท์พุทได้อย่างยืดหยุ่นเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการของวงจรลอจิกที่แตกต่างกันเช่น TTL, DTL, CMOS และอื่น ๆแหล่งจ่ายไฟคู่หรือแหล่งจ่ายไฟเดียวมันมีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้างและสามารถทำงานได้ระหว่าง 4V ถึง 40V และแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทอาจสูงถึง 40Vในเวลาเดียวกัน LM331 ยังมีฟังก์ชั่นในการป้องกันการลัดวงจร VCC เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยของวงจร

หลักการทำงานของ LM331

แกนกลางของ LM331 เป็นตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยี CMOS ซึ่งเป็นเอาท์พุทซึ่งถูกป้อนเข้าสู่ตัวเก็บประจุการแก้ไขภายนอกและแหล่งปัจจุบันในตัวเมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเท่ากับแรงดันอ้างอิงภายในระดับเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าจะกลับด้านกระบวนการนี้ควบคุมการได้รับสัญญาณอินพุตผ่านลูปตอบรับเชิงลบดังนั้นจึงสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีแอมพลิจูดคงที่และระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงที่ปลายเอาต์พุตนอกจากนี้ LM331 ยังติดตั้งวงจรเครื่องกำเนิดความชันลอการิทึมพิเศษวงจรนี้จะแปลงความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินพุตและแรงดันอ้างอิงเป็นเดลต้าความถี่ทำให้การแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นความถี่ที่แม่นยำในเวลาเดียวกัน LM331 ให้ช่วงการวัดที่ตั้งโปรแกรมได้ 4 ช่วงเพื่อตอบสนองความต้องการของสถานการณ์แอปพลิเคชันที่แตกต่างกันสิ่งที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงคือ LM331 ยังช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับเวลาที่เพิ่มขึ้นและลดลงของรูปคลื่นเอาท์พุทผ่านตัวต้านทานภายนอกคุณสมบัตินี้ไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น แต่ยังช่วยให้เกิดความแม่นยำและเสถียรภาพได้มากขึ้น

วงจรแอปพลิเคชันของ LM331

ภาพด้านบนเป็นวงจรการแปลงแรงดันไฟฟ้า/ความถี่ที่ประกอบด้วย LM331 และส่วนประกอบอื่น ๆLM331 เป็นวงจรรวมแรงดันไฟฟ้า/ความถี่การแปลงความถี่ที่รวมแรงดันอ้างอิงการอ้างอิง 1.9V บนชิปสวิตช์ปัจจุบันตัวเปรียบเทียบและฟังก์ชั่น flip-flopเพื่อขยายช่วงการวัดจะมีการเพิ่มแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ A1 ลงในวงจรIR การอ้างอิงปัจจุบันถูกตั้งค่าโดย (RL+R (RPL))เนื่องจากแรงดันอ้างอิงภายในคือ 1.9V, IR = 1.9V/(RL+R (RPL))ช่วงการตั้งค่าปกติอยู่ระหว่าง100μAและ500μA

นอกจากนี้กระแสเฉลี่ย I ที่เอาต์พุต (PIN 1) ของสวิตช์ปัจจุบันเท่ากับอินพุตปัจจุบัน IIสำหรับวงจรประจุและการคายประจุเมื่อแรงดันไฟฟ้าชาร์จถึงเกณฑ์ที่กำหนดของแรงดันไฟฟ้า (เช่น 2/3 ของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ) วงจรจะถูกรีเซ็ตดังนั้นความกว้างของพัลส์จะเท่ากับ 1.1/R4C3เนื่องจากอินพุตปัจจุบัน II เท่ากับ 1.1/R4 X C3 X F0 X IR กระแสอินพุต II จึงเป็นสัดส่วนกับความถี่การแกว่ง F0 นั่นคือความถี่เอาต์พุต F0 เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต UI

แอปพลิเคชันเฉพาะของ LM331

LM331 ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายซึ่งต้องการการแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นสัญญาณความถี่ต่อไปนี้เป็นพื้นที่แอปพลิเคชันทั่วไปหลายแห่งของ LM331:

การสังเคราะห์ความถี่

LM331 สามารถใช้ในแอปพลิเคชันการสังเคราะห์ความถี่โดยการเชื่อมต่อ LM331s หลายตัวในซีรีย์หรือขนานสามารถใช้เอาต์พุตสังเคราะห์ของความถี่หลายความถี่ได้สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในบางแอปพลิเคชันที่ต้องใช้สัญญาณหลายความถี่เช่นระบบการสื่อสารเครื่องกำเนิดสัญญาณ ฯลฯ

การวัดความถี่

LM331 สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นเอาต์พุตความถี่ตามสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตดังนั้นจึงมีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในสนามของการวัดความถี่ตัวอย่างเช่นในเครื่องมือวัด LM331 สามารถใช้ในการวัดความถี่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าอุณหภูมิและพารามิเตอร์อื่น ๆ และให้สัญญาณความถี่ไปยังจอแสดงผลหรือวงจรการประมวลผลอื่น ๆ สำหรับการประมวลผลและการแสดงผล

การแปลงเป็นดิจิทัลของสัญญาณอะนาล็อก

ในกระบวนการของสัญญาณแบบอะนาล็อกดิจิทัล LM331 สามารถแปลงสัญญาณอะนาล็อกเป็นการแสดงความถี่ของสัญญาณดิจิตอลสิ่งนี้มีประโยชน์มากในแอปพลิเคชันที่ต้องใช้การประมวลผลแบบดิจิตอลของสัญญาณอะนาล็อกเช่นการเก็บข้อมูลการประมวลผลเสียงและฟิลด์อื่น ๆ

เครื่องกำเนิดคลื่น

เนื่องจาก LM331 สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นสัญญาณความถี่จึงสามารถใช้เป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องกำเนิดคลื่นด้วยการปรับแรงดันไฟฟ้าอินพุต LM331 สามารถส่งสัญญาณสัญญาณของความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งจะสร้างรูปคลื่นต่าง ๆ เช่นคลื่นไซน์คลื่นสี่เหลี่ยมคลื่นสามเหลี่ยม ฯลฯ

ข้อควรระวังสำหรับการใช้ LM331

เมื่อใช้ LM331 มีข้อควรพิจารณาที่สำคัญหลายประการที่ต้องพิจารณา:

การป้องกันวงจร: เราสามารถเพิ่มวงจรการป้องกันที่จำเป็นเช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุตัวกรองแหล่งจ่ายไฟและไดโอดป้องกันแรงดันไฟฟ้ามากเกินไป ฯลฯ เพื่อปกป้อง LM331 จากการรบกวนสิ่งแวดล้อมภายนอกและความเสียหาย

อิมพีแดนซ์อินพุต: LM331 มีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงซึ่งมักจะอยู่ระหว่าง10kΩถึง100kΩเมื่อออกแบบวงจรเราควรเลือกอิมพีแดนซ์อินพุตที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าความเสถียรและความแม่นยำของสัญญาณอินพุต

แรงดันไฟฟ้าอินพุต: เมื่อใช้ LM331 เราควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตอยู่ในช่วงการทำงานที่ระบุและรักษาเสถียรภาพตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้หลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าอินพุตออกจากช่วงที่ระบุเพื่อป้องกันความเสียหายต่อ LM331

การป้องกันการปล่อยไฟฟ้าสถิต: LM331 มีชิ้นส่วนที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตดังนั้นในระหว่างการดำเนินการหลีกเลี่ยงการสัมผัสส่วนที่ละเอียดอ่อนของชิปโดยตรงและใช้มาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่เหมาะสมเพื่อป้องกันความเสียหายต่อชิปที่เกิดจากการปล่อยไฟฟ้าสถิต

แรงดันไฟฟ้า: LM331 มักจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเดียวโดยมีแรงดันไฟฟ้าจัดหาตั้งแต่ 3V ถึง 30Vเราจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่ให้กับ LM331 อยู่ในช่วงที่กำหนดและมีความเสถียรและความน่าเชื่อถือเพียงพอ

ความเสถียรของอุณหภูมิ: ประสิทธิภาพของ LM331 ได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิดังนั้นเมื่อใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขนาดใหญ่เราจำเป็นต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับผลกระทบของอุณหภูมิต่อ LM331 และอาจจำเป็นต้องใช้มาตรการชดเชยอุณหภูมิเพื่อปรับปรุงความเสถียร

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. LM331 ค่าใช้จ่ายเท่าไหร่ในอินเดีย?

LM331 ตัวแปลงความถี่แรงดันไฟฟ้า 0-10V เป็นโมดูลการแปลง 0-10KHz ที่ Rs 199.00

2. LM331 คืออะไร?

LM231/LM331 ตระกูลของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นความถี่เหมาะสำหรับการใช้งานในวงจรราคาต่ำอย่างง่ายสำหรับการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลและฟังก์ชั่นอื่น ๆ อีกมากมาย

3. LM331 ทำงานอย่างไร?

ไดรเวอร์เอาท์พุทของ LM331 ใช้แบบฟอร์มการเปิดตัวของตัวรวบรวมดังนั้นระดับตรรกะของพัลส์เอาท์พุทสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างยืดหยุ่นโดยการเลือกความต้านทานกระแสลอจิกและภายนอกเพื่อปรับให้เข้ากับวงจรลอจิกที่แตกต่างกันเช่น TTL, DTL และ CMOS

4. ตัวแปลงความถี่แรงดันไฟฟ้าโดยใช้ LM331 คืออะไร?

ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าไปยังความถี่นี้ให้รถไฟพัลส์เอาท์พุทที่ความถี่สัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ใช้อย่างแม่นยำLM331 สามารถทำงานได้ที่แหล่งจ่ายไฟต่ำสุดที่ 4.0V และเปลี่ยนความถี่เอาต์พุตจาก 1Hz เป็น 100KHz

5. การใช้ LM331 V เป็น F Converter คืออะไร?

ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าไปยังความถี่นี้ให้รถไฟพัลส์เอาท์พุทที่ความถี่สัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ใช้อย่างแม่นยำLM331 สามารถทำงานได้ที่แหล่งจ่ายไฟต่ำสุดที่ 4.0V และเปลี่ยนความถี่เอาต์พุตจาก 1Hz เป็น 100KHz