på 2024-08-28 480

LM331 Omfattende guide: Præcisionsspænding til frekvensomformere

Katalog

LM331 Beskrivelse

De LM331 er en højtydende og relativt billig integreret chip produceret af NS Company i USA.Det kan bruges som en præcisionsfrekvens-til-spændingskonverter, A/D-konverter, lineær frekvensmodulation og demodulation, langvarig integrator og andre relaterede enheder.LM331 anvender en ny temperaturkompenseret energi-gap-referencekredsløb, som giver ekstremt høj nøjagtighed over hele driftstemperaturområdet og ned til en forsyningsspænding på 4,0 V. LM331 har et bredt dynamisk interval på 100 dB;Dens linearitet er også fremragende med en maksimal ikke -lineær forvrængning på mindre end 0,01 procent, og den opretholder god linearitetsydelse, selv ved driftsfrekvenser så lave som 0,1 Hz.Derudover er dens konverteringsnøjagtighed også ret høj, den digitale opløsning kan nå 12 bit.Med hensyn til anvendelse er det eksterne kredsløbsdesign af LM331 relativt enkelt, og det er let at danne konverteringskredsløb, såsom v/f eller f/v ved kun at få adgang til et par eksterne komponenter.På samme tid på grund af det optimerede design af dets interne kredsløb kan konverteringsnøjagtigheden også være godt garanteret.

Alternativer og ækvivalenter:

• AS331

• LM3310SQ

Funktioner og roller af LM331

Hovedfunktionen af ​​LM331 er at konvertere inputanalogt signal til frekvensudgang.Den bruger en intern komparator og spændingsstyret oscillator (VCO) til at opnå denne funktion.Når indgangssignalet overstiger den indstillede tærskel, udsender komparatoren et signal på højt niveau, hvilket får VCO's outputfrekvens til at stige.Tværtimod, når indgangssignalet er lavere end tærsklen, udsender komparatoren et signal på lavt niveau, hvilket får VCO's outputfrekvens til at falde.Derfor kan LM331 -chippen konvertere størrelsen på indgangssignalet til en ændring i outputfrekvensen.

LM331 har en bred vifte af applikationer inden for måling, kontrol og kommunikationsudstyr.For eksempel, når man måler fysiske mængder, såsom temperatur og fugtighed, kan LM331 -chippen bruges til at konvertere sensors udgangssignal til et frekvenssignal til praktisk digital behandling.Derudover kan det også bruges i digitale kommunikationssystemer til at konvertere analoge signaler til digitale signaler og derved forbedre systemets anti-interferensydelse og pålidelighed.

LM331 Internt blokdiagram

Det interne kredsløb af LM331 er hovedsageligt sammensat af en input-komparator, udgangsdriverrør, RS-flip-flop, strømafbryder, timing-komparator, nulstilling af transistor, outputbeskyttelsesrør, båndgap-referencekredsløb og præcisionsstrøm kildekredsløb.Output-driverrøret vedtager en åben indsamlerform.Ved at vælge passende logikstrøm og ekstern modstand kan brugeren derfor fleksibelt ændre det logiske niveau for outputpulsen for at tilpasse sig behovene i forskellige logiske kredsløb, såsom TTL, DTL, CMOS osv. Derudover kan LM331 drives afEnten dobbelt strømforsyning eller enkelt strømforsyning.Det har et bredt driftsspændingsområde og kan fungere mellem 4V til 40V, og udgangsspændingen kan være så høj som 40V.På samme tid har LM331 også funktionen til at forhindre VCC -kortslutning for at sikre den sikre drift af kredsløbet.

Arbejdsprincip for LM331

Kernen i LM331 er en spændingskomparator baseret på CMOS-teknologi, hvis output føres til en ekstern korrektionskondensator og indbygget strømkilde.Når indgangsspændingen er lig med den interne referencespænding, er outputniveauet for spændingskomparatoren omvendt.Denne proces styrer forøgelsen af ​​indgangssignalet gennem en negativ feedback -loop og genererer derved en rektangulær bølge med en fast amplitude og skiftende periode ved udgangsenden.Derudover er LM331 udstyret med en speciel logaritmisk hældningsgeneratorkredsløb.Dette kredsløb konverterer forskellen mellem indgangsspændingen og referencespændingen til et frekvensdelta, hvilket muliggør præcis spænding til frekvensomdannelse.På samme tid leverer LM331 4 programmerbare måleområder for at imødekomme behovene i forskellige applikationsscenarier.Hvad der er mere værd at nævne er, at LM331 også giver brugerne mulighed for at justere stigningen og efterårstiderne for outputbølgeformen gennem eksterne modstande.Denne funktion forbedrer ikke kun dens fleksibilitet, men hjælper også med at opnå større nøjagtighed og stabilitet.

Applikationskredsløb af LM331

Billedet ovenfor er et spænding/frekvensomdannelseskredsløb sammensat af LM331 og andre komponenter.LM331 er en monolitisk spænding/frekvensomdannelsesintegreret kredsløb, der integrerer on-chip 1,9V referencespænding, strømafbryder, komparator og flip-flop-funktioner.For at udvide måleområdet tilføjes en A1 -operationel forstærker til kredsløbet.Referencestrømmen IR indstilles af (Rl+R (RPL)).Da den interne referencespænding er 1,9V, IR = 1,9V/(Rl+R (RPL)).Det sædvanlige indstillingsområde er mellem 100μA og 500μA.

Derudover er den gennemsnitlige strøm I ved output (pin 1) på den aktuelle switch lig med indgangsstrømmen II.For on-chip ladning og udladningskredsløb, når opladningsspændingen når en bestemt tærskel for strømforsyningsspændingen (såsom 2/3 af strømforsyningsspændingen), nulstilles kredsløbet, så pulsbredden er lig med 1,1//R4C3.Da indgangsstrømmen II er lig med 1,1/R4 x C3 x F0 X IR, er indgangsstrømmen II proportional med oscillationsfrekvensen F0, det vil sige udgangsfrekvensen F0 er proportional med indgangsspændingen UI.

Specifikke anvendelser af LM331

LM331 er vidt brugt i en række anvendelser, der kræver konvertering af indgangsspænding til frekvenssignaler.Følgende er flere almindelige anvendelsesområder i LM331:

Frekvenssyntese

LM331 kan bruges i frekvenssynteseapplikationer.Ved at tilslutte flere LM331'er i serie eller parallel kan den syntetiserede output af flere frekvenser opnås.Dette er af stor betydning i nogle applikationer, der kræver multifrekvente signaler, såsom kommunikationssystemer, signalgeneratorer osv.

Frekvensmåling

LM331 kan omdanne indgangsspændingen til en frekvensudgang, der er proportional med indgangsspændingen, så den har en lang række anvendelser inden for frekvensmåling.I instrumentering kan LM331 for eksempel bruges til at måle frekvensen af ​​spænding, strøm, temperatur og andre parametre og tilvejebringe frekvenssignalet til et display eller et andet behandlingskredsløb til behandling og display.

Digitalisering af analoge signaler

I processen med digitalisering af analoge signaler kan LM331 konvertere det analoge signal til en frekvensrepræsentation af et digitalt signal.Dette er meget nyttigt i applikationer, der kræver digital behandling af analoge signaler, såsom dataindsamling, lydbehandling og andre felter.

Bølgeformgenerator

Da LM331 kan omdanne indgangsspændingen til et frekvenssignal, kan den bruges som kernekomponent i bølgeformgeneratoren.Ved at justere indgangsspændingen kan LM331 udsende signaler af forskellige frekvenser og derved generere forskellige bølgeformer, såsom sinusbølger, firkantede bølger, trekantbølger osv.

Forholdsregler for brug af LM331

Når du bruger LM331, er der flere vigtige overvejelser at overveje:

Kredsløbsbeskyttelse: Vi kan tilføje de nødvendige beskyttelseskredsløb, såsom spændingsregulatorer, strømforsyningsfilterkondensatorer og overspændingsbeskyttelsesdioder osv., For at beskytte LM331 mod eksterne miljøinterferens og skade.

Inputimpedans: LM331 har en høj inputimpedans, normalt mellem 10 kΩ og 100 kΩ.Når vi designer kredsløbet, skal vi vælge den passende inputimpedans for at sikre stabiliteten og nøjagtigheden af ​​indgangssignalet.

Indgangsspænding: Når vi bruger LM331, skal vi sikre, at indgangsspændingen er inden for det specificerede driftsområde og opretholder dens stabilitet.Sørg for at undgå indgangsspænding ud af det specificerede interval for at forhindre skade på LM331.

Elektrostatisk udladningsbeskyttelse: LM331 indeholder elektrostatiske følsomme dele.Under drift skal du derfor undgå at røre ved de følsomme dele af chippen direkte og tage passende elektrostatiske beskyttelsesforanstaltninger for at forhindre skader på chippen forårsaget af elektrostatisk udladning.

Forsyningsspænding: LM331 kræver normalt en enkelt strømforsyning med en forsyningsspænding, der spænder fra 3V til 30V.Vi er nødt til at sikre, at strømforsyningsspændingen, der leveres til LM331, er inden for det specificerede interval og har tilstrækkelig stabilitet og pålidelighed.

Temperaturstabilitet: ydelsen af ​​LM331 påvirkes i høj grad af temperaturen.Derfor, når de bruges i miljøer med store temperaturvariationer, er vi nødt til at være særlig opmærksomme på effekten af ​​temperatur på LM331 og kan være nødt til at tage temperaturkompensationsforanstaltninger for at forbedre dens stabilitet.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvad koster LM331 i Indien?

LM331 Spændingsfrekvensomformer 0-10V til 0-10kHz konverteringsmodul ved Rs 199,00.

2. Hvad er LM331?

LM231/LM331-familien af ​​spænding-til-frekvensomformere er ideelt egnet til brug i enkle billige kredsløb til analog-til-digital konvertering, præcisionsfrekvens-til-spænding-konvertering, langvarig integration, lineær frekvensmodulering eller demodulation,og mange andre funktioner.

3. Hvordan fungerer LM331?

Outputdriveren af ​​LM331 vedtager formularen med åben-samler, så det logiske niveau for outputpulsen kan ændres fleksibelt ved at vælge den logiske strøm og eksterne modstand for at tilpasse sig forskellige logiske kredsløb, såsom TTL, DTL og CMOS.

4. Hvad er spændingen til frekvensomformer ved hjælp af LM331?

Denne spænding til frekvenskonverter tilvejebringer outputpulstoget ved en frekvens nøjagtigt proportionalt med den påførte indgangsspænding.LM331 kan fungere ved strømforsyninger så lavt som 4,0V og ændres udgangsfrekvens fra 1Hz til 100 kHz.

5. Hvad er brugen af ​​LM331 V til F -konverter?

Denne spænding til frekvenskonverter tilvejebringer outputpulstoget ved en frekvens nøjagtigt proportionalt med den påførte indgangsspænding.LM331 kan fungere ved strømforsyninger så lavt som 4,0V og ændres udgangsfrekvens fra 1Hz til 100 kHz.