AD型VF变换器的原理及应用.pdf
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AD654型VF变换器的原理及应用PrincipleandAppcatiOnOfmOdeIAD654、FEIement北京66294部队王廷林闫旭刘国民鎏添攀鬻鬻鍪鬻纂鍪篓蒸蒸鍪l璧豢霪霪鬻繁攀鬻囊爹ilAD654是美国模拟器件公司生产的一种低成本,8脚封装的电压频率(vF)转换器。
它由低漂移输入放大器、精密振荡器系统和输出驱动级组成,使用时只需一个RC网络,即可构成应用电路。
AD654既可以使用单电源供电,也可使用双电源供电,且工作电压范围很宽。
输出为频率受控于输入电压的方波。
可用于信号源、信号调制、解调和A,D变换等。
主要技术性能单电源供电电压:
4536V双电源供电电压:
518V输出频率范围:
0500kHz线性误差:
006(250I(Hz时)输入阻抗:
250MQ输入电压范围:
单电源0,s-4V双电源vsVV静态电流:
20mA(vs=30V时)封装形式:
8DIP和8SOlC两种内部电路结构及引脚排列如图1。
FouTLoGICRl+NCOMMON图1引脚说明+V。
为输入放大器的同相输入引脚,当模拟输入为正电压时,从该引脚接入。
RT为输入放大器的反相输入引脚,接定时电阻。
G为定时电容引脚,两个CT间接定时电容,与定时电阻一起确定输出频率。
世界电子元器件2口口iJ口。
F。
为振荡信号输出引脚。
LC)GlCMMON为逻辑地引脚,A【)654的逻辑电平可以取在-Vs与+v34V之间。
+vs,-Vs分别为正负电源引脚。
工作原理AD654的典型应用电路如图2,模拟输入电压Vl。
由放大器的同相端4脚输入,由输入放大器和NPN管跟随器组成的输入级把模拟输入电压V。
转换成一个驱动电流lT:
IfMR2该驱动电流同时向定时电容G充电,多谐振荡器的振荡频率(输出频率)与这个充电电流成正比。
输出频率由诋、R:
和C共同确定,其关系为:
,:
匕o“10胁R2CINPN管跟随器的最大驱动电流为抑1A,但为获得最佳陛能,应使满度输入电压时的驱动电流为1mA。
因此,当满度输入电压为1C埘,R纠堕錾殴10kQ。
如果C栅001uF,贝噼蔚度输出频率为100kH眨。
输入的交变调幅信号V。
转换为频率与幅值对应的调频信号,它是模数转换器的另一种形式,是一种输出频率与输入信号成正比的电路。
由于电路工作于单电源方式,输入电压不能为负,必须在交流信号上迭加一直流量,迭加直流后输出将是以某频率为中心频率(fo)的调频信号。
放大器同相端输入的模拟控制电压:
矿:
匕:
星斗堕:
鱼R3+R4R3+R4其中,直流量vsR4(R3+R4)用于确定调频信号的中心频率fo,交流量vnR3,(R3+R4)用于确定频率变化的范围和规律,改变R4可改变中心频率fo(图4);在V一定的情况下,改变R2C的值,可改变图中直线的斜率,中心频率fo和频率的变化范围也会改变;实际应用中要根据具体情况确定R:
和C的值。
必须注意的是,、的最大值不能大于VV,工作于单电源时,的最小值要大于0V。
R3与R并联阻值要尽量与R2的值接近以减小输入偏置电流造成的失调误差。
圃圈AD6升享图2无在信号调制中的应用在如图3所示的信号调制电路中,把图3图4钌万方数据AD654型V/F变换器的原理及应用AD654型V/F变换器的原理及应用作者:
王廷林,闫旭,刘国民作者单位:
北京66294部队刊名:
世界电子元器件英文刊名:
GLOBALELECTRONICSCHINA年,卷(期):
2003,(10)引用次数:
1次相似文献(8条)相似文献(8条)1.期刊论文范红勇.李红斌.张艳.FANHong-yong.LIHong-bin.ZHANGYan电子式电流互感器的一种高压侧低功耗信号调制方法-高压电器2006,42(5)高压光纤电流互感器高压侧大多采用激光供电方式.为了提高系统可靠性,要求高压侧电路功耗尽可能低,对高压侧信号调制方法提出了较高的要求.相对于一般的A/D转换电路,V/F转换电路结构简单.功耗低,并且转换速度可以满足计量及稳态保护的要求.介绍了一种基于V/F转换原理的空芯电流互感器高压侧信号调制方法.并在低压侧实现解调.经试验,系统线性度在5%120%额定输入测量范围内达0.04%.高压侧电路功耗仅23mW.2.期刊论文陈陶陶.方志.张婷.赵龙章.邱毓昌高电压测量用光电传输系统的仿真与实验研究-电气应用2008,27(4)采用光电传输系统传输测量信号具有良好的绝缘性能和抗电磁干扰特性,因而其在高电压测量领域具有广阔的应用前景.介绍高电压测量用光电传输系统的原理及组成,利用PSPICE仿真软件设计了压频(V/F)转换方式的光电传输系统,该系统由信号调制模块、光学模块和信号解调模块组成.利用PSPICE软件的建模功能对压控振荡器(VCO)进行了建模,并仿真得到了所设计电路的幅频特性曲线和输入输出波形.在此基础上,对所设计的系统进行了实验研究,测量得到系统的输入输出特性及各项技术指标,并对系统进行了误差分析.仿真及实验结果均表明,所设计系统具有良好的传输性能,其传输带宽为直流到1.2MHz,信噪比为38.06dB,传输延迟时间约为1,阶跃波响应时间约为250ns,部分响应时间为120ns.3.学位论文范红勇高压直流输电有源光纤直流电流传感器的研究2006随着大功率换流器的研究成功,高压直流输电已经成为电力系统的一个重要组成部分,研究运用新的高压直流测量方法和技术已越来越重要。
本课题即是结合“西电东送”直流工程国产化的要求,对高压直流输电中高压极线直流电流的测量进行的研究。
本文全面比较分析直流电流的测量方法,确定以分流器为传感头、以光纤传输信号和能量,结合光电技术来构造高压有源光纤直流电流传感器的方案。
分流器测量电流具有不受磁场干扰及结构简单的特性,特别是结合光纤传输改变了分流器无法隔离的不足,较之其它方法用于高压测量具有明显优势。
本文首先分析了影响分流器性能的因素,根据分流器温度变化时其电阻值会相应改变,以及通过大电流时产生的电动力对分流器的性能有关键影响的特点,文中充分考虑散热及电动力因素,设计出外形类似电机壳体的传感器结构。
本文还简要分析了分流器的测量误差,并研究给出了相应的解决方法,指出只要采用适当的方法和技术,可保证分流器具有良好的稳定性。
光电、电光转换为有源光纤直流电流传感器的重要组成部分,高压侧电路的低功耗要求是设计光供电式有源光纤直流电流传感器的关键和难点。
本文介绍了高压侧信号调制的几种常用方法,V/F转换器件AD7740因为具有良好的精度和线性,应用电路简单,构造的高压侧调制电路功耗低,且对外围元件性能要求不高,输出的频率信号环境适应能力强,在低压侧对信号的还原也简单易行,在本研究中得以应用。
试验证明,本文研究的有源光纤直流电流传感器高压侧的电路功耗低于50mW,将大大提高光供电系统的可靠性,且整个测量系统在10200额定电流的测量范围内,准确度优于0.5级。
4.期刊论文张明明.张曦.范红勇.ZHANGMingming.ZHANGXi.FANHongyong光纤直流电流传感器中的V/F转换电路-高电压技术2006,32(10)为了提高供能激光器的寿命和可靠性,降低高压侧信号调制电路的功耗.在介绍用于高压直流输电线路中测量直流电流的光供电式光纤电流传感器的基本原理后,利用CMOS器件的超宽工作电压范围、超低工作电流和窄脉冲的特性,采用集成电路和分立元件(改进型电荷平衡式V/F转换器)设计了含温度补偿电路的低成本超低功耗V/F转换电路,该电路经测试,该电路的功耗0.7mW,线性度约为0.05%.该V/F转换电路已成功应用在光供电式光纤电流传感器的高压侧调制电路中.5.期刊论文陈陶陶.方志.赵龙章.邱毓昌.CHENTao-tao.FANGZhi.ZHAOLong-zhang.QIUYu-chang光电传输系统在电力系统测量中的应用-继电器2007,35(15)相对于传统的采用电缆传输测量信号的方式,采用光电传输系统传输测量信号具有良好的绝缘性能和抗电磁干扰特性,因而其在电力系统测量领域具有广阔的应用前景.光电传输系统一般由发射电路、光纤和接收电路三部分组成,根据信号调制和解调方式的不同,在电力系统测量中可将光电传输系统分为调幅方式、压频(V/F)转换方式和模数(A/D)转换方式三种.本文在介绍光电传输系统组成及结构的基础上综述了这三种方式的光电传输系统在电力系统电压、电流、电场强度、泄漏电流以及雷电流等测量中的应用,并分析了光电传输系统应用于电力系统测量中需进一步解决的一些问题.相信随着技术的进步以及电力自动化的发展,光电传输系统在电力系统测量中必将得到越来越广泛的应用.6.期刊论文洪家平电压/频率转换器BG382的原理与应用-国外电子元器件2004(12)1概述在利用单片机设计的自动测量和控制系统中,经常要将电压信号转换为频率信号或将频率信号转换成电压信号.这里要介绍的V/F和F/V转换器件BG382就可实现电压和频率的相互转换,而且具有较高的精度、线性和积分输入特性,利用它可以抑制串模干扰.如果将其输出的信号调制成射频信号或光脉冲,还可在不受电磁影响的情况下进行无线或光纤等远距离通信传输.7.期刊论文刘凯峰.张德祥光纤通信在ECRHTANK高压系统中的应用研究-电气应用2005,24
(2)研究了光纤通信在高压系统中的应用.根据所传输信号在系统中的作用,选择适当的信号调制方式对提高系统的安全性能和性价比都有重要意义.对于模拟量信号,一般采用PFM调制即V-F/F-V转换来实现精确传输.对于要求传输速度很快的信号,采用直接光强调制来实现快速传输.8.学位论文孙丽梅基于HART协议的智能电磁流量变送器关键技术研究2007电磁流量计因其结构简单、无活动部件和阻碍被测介质流动的扰动件或节流件而在工业生产等领域获得广泛应用。
虽然我国己在电磁流量计开发方面取得了一定成绩,但是由于国产的流量检测仪表在系统设计上存在较多信息转换环节,且多数缺少小信号切除、非线形补偿以及数字滤波等高级信号处理能力,影响系统的检测精度和抗干扰能力;另外,网络通讯接口一般只配置RS-232或RS-485串行接口,组网和通讯能力差。
现场总线控制系统代表了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向。
为了构建现场总线型工业测控系统,要求系统中所有仪表都应具有现场总线功能。
在模拟系统向数字系统转变过程中,HART协议是唯一向后兼容的智能仪表解决方案,在具有现场总线一系列优点的同时,保留了对现有420mA系统的兼容性。
因此,采用HART总线技术研制总线型电磁流量仪表是我国提升工业自动化仪表及其主控系统技术水平的关键问题之一。
为此,本文在对电磁流量计关键技术进行分析、研究、比较和论证的基础上,提出了基于HART协议智能电磁流量变送器的总体结构设计方案。
主要研究内容如下:
论文对HART协议作了较全面的分析。
HART协议采用ISO/OSI简化模型,其中物理层规定了信号的传输方式以及信号电平等内容。
数据链路层规定了设备类型以及数据传输帧格式。
命令层规定了HART协议的各种命令及响应码。
基于HART协议的智能电磁流量计的通信功能就是基于HART的各种规范实现的。
在硬件电路中着重对系统的采集放大电路、励磁发生电路、模数转换电路、通信接口电路和系统抗干扰电路等进行设计和分析。
采用ADI公司推出的高性能同步V/F转换器AD652,对传感器电压信号进行采集和转换,提高了系统检测精度。
同时,采用低功耗CMOS芯片P89C51RD2FN和X25045集成芯片构成单片机系统,具备掉电保护、自诊断等功能,输入输出电路采用电隔离和过流保护措施,不仅简化了硬件设计,而且提高了系统的可靠性及抗干扰能力。
在HART通信电路中,采用SMAR公司的HART信号调制解调专用芯片HT2012,在不干扰420mA模拟信号的同时,实现双向数字通讯功能。
实现了仪表的智能化和总线化。
系统软件采用MCS-51单片机汇编语言,采用模块化程序设计方法,将一个程序化分成若干小的模块,不同模块完成不同功能,各模块间保持相对的独立性。
其中包括初始化子程序、仪表监控主程序、AD采样子程序、HART通讯子程序。
软件采用中断处理机制,并且采用软件陷阱、指令冗余和看门狗技术等处理手段,提高系统的抗干扰性能。
通过上位机串口配备的符合Bell202通讯标准的调制解调器,连接于仪表的标准采样电阻两端,可实现上位机与流量计之间的HART通讯。
实验表明,该仪表符合HART协议各种规范,能够对上位机发送的命令帧作出相应的响应,实现了HART总线通讯功能。
采用标准表法进行的对比试验表明,该仪表能够满足对前端传感器输出电压信号的测量,体积流量测量精度达到要求,可以同时显示瞬时流速和正反双向累积流量,并具备多种报警输出、脉宽可调和励磁频率可调等功能,基本实现了智能电磁流量变送器性能和功能的要求。
引证文献(1条)引证文献(1条)1.石一.杨小卫.高迎慧.严萍光纤隔离变换器在高压充电电源中的应用期刊论文-高电压技术2008(07)本文链接:
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- AD VF 变换器 原理 应用