Conversión frecuencia a voltaje

La señal que es proporcionada por el motor para poder conocer la velocidad actual, es una señal sinusoidal una frecuencia máxima de 50 Hz. Esto, debido a que nuestro motor gira en un rango de 0 a 3000 rpm. Por lo tanto, es necesaria una conversión de frecuencia a voltaje para interpretarla por los demás elementos de nuestro sistema de control. En este caso, haremos uso del circuito integrado LM2907.

El diagrama de bloques y conexiones de este circuito se observa en la figuraA; su configuración, en la figuraB.

FiguraA. Diagrama de bloques y conexiones del LM2907-14

FiguraB. Circuito convertidor de frecuencia a voltaje

Cálculo de componentes

Para el cálculo de los componentes, adecuemos las conexiones de nuestro LM 2907-14 a nuestro LM2907-14(figura C)

En la configuración del LM2907-8, una señal de frecuencia se aplica a la entrada de la bomba de carga del pin 1.

FiguraC. Diagrama de bloques y conexiones del LM2907-8

El voltaje que aparece en el pin 2 girará entre dos valores que son aproximadamente:

¼ (vcc)-Vbe y ¾(vcc) – Vbe

El voltaje en el pin 3 tendrá un valor igual a:

Vcc x (f) x C1x R1x K

Donde K es una constante de ganancia (normalmente 1.0).

La salida del emisor (pin 4) se conecta a la entrada inversora del Amplificador

operacional para que el pin 4 siga al pin 3 y proporcione un voltaje de salida de baja

impedancia proporcional a la frecuencia de entrada. La linealidad de este voltaje es

típicamente bueno como 0.3% full escala.

Hay algunas limitaciones en la selección de R1, C1 y C2 (Figura C qué debe ser

considerado para un mejor funcionamiento.

C1 también mantiene la compensación interior la bomba de carga y debe mantenerse

mayor de 100 pF. Los valores más pequeños pueden causar un error de corriente en R1,

sobre todo a bajas temperaturas. Deben reunirse tres consideraciones al escoger R1.

Primero, la salida de corriente de el pin 3 es internamente fijada y por consiguiente V3

max, dividido por R1, debe ser menor o igual a este valor:

Donde V3 max es el voltaje de salida a máxima escala requerido 13MIN es determinado

de hoja de los datos (150 mA) .

Segundo, si R1 es demasiado grande, puede volverse una fracción significativa de la

impedancia del salida en el pin 3 qué degrada daña la linealidad.

Finalmente, el voltaje de rizado debe ser considerado, y el tamaño de C2 es afectado por

R1.

Una expresión que describe el rizado en el pin 3 para única combinación de R1, C2 es:

Se ve como R1 puede escogerse independiente de el rizado, sin embargo el tiempo de

Respuesta saca V para estabilizar a un nuevos aumentos de frecuencia como el tamaño

de aumentos de C2, para que un compromiso entre el rizado, tiempo de respuesta, y la

linealidad deben ser cuidadosamente escogidas.

R1 debe seleccionarse según la relación siguiente:

El funcionamiento del LM2907, la serie de LM2917 es mejor bajo Próximo decide en la

onda máxima que puede aceptarse y puede taparse en la ecuación siguiente para

determinar C2:

El tipo de condensador usado por cronometrar el condensador C1 determinará la

exactitud de la unidad encima del rango de temperatura.

Luego, nuestros valores obtenidos, según las fórmulas anteriores son:

R1= 100K, R2=10K, C1=0.1uF, C2= 33uF

Pero para estos valores, el rango de salida del voltaje será de 0 a 2.5V

Para el mejor manejo de los datos, trabajaremos con un rango de 0 a 5, con lo cual es

necesaria una etapa de amplificación (figuraD).

FiguraD. Amplificador con ganancia de 2