LM331 Uitgebreide gids: precisiespanning tot frequentieomzetters
Catalogus
LM331 Beschrijving
De LM331 is een krachtige en relatief goedkope geïntegreerde chip geproduceerd door NS Company in de Verenigde Staten.Het kan worden gebruikt als een precisiefrequentie-tot-spanning converter, A/D-converter, lineaire frequentiemodulatie en demodulatie, oude integrator en andere gerelateerde apparaten.De LM331 maakt gebruik van een nieuw referentcircuit van de temperatuurgecompenseerde energieklaap, dat een extreem hoge nauwkeurigheid biedt over het gehele bedrijfstemperatuurbereik en tot een voedingsspanning van 4,0 V. De LM331 heeft een breed dynamisch bereik van 100 dB;De lineariteit is ook uitstekend, met een maximale niet -lineaire vervorming van minder dan 0,01 procent, en het handhaaft goede lineariteitsprestaties, zelfs bij bedrijfsfrequenties zo laag als 0,1 Hz.Bovendien is de conversie -nauwkeurigheid ook vrij hoog, de digitale resolutie kan 12 bits bereiken.In termen van toepassing is het externe circuitontwerp van LM331 relatief eenvoudig en is het eenvoudig om conversiecircuits zoals V/F of F/V te vormen door toegang te krijgen tot slechts enkele externe componenten.Tegelijkertijd kan de conversienauwkeurigheid, vanwege het geoptimaliseerde ontwerp van zijn interne circuits, ook goed gegarandeerd zijn.
Alternatieven en equivalenten:
• AS331
• LM3310sq
Functies en rollen van LM331
De hoofdfunctie van LM331 is om het invoeranaloge signaal om te zetten in frequentie -uitgang.Het maakt gebruik van een interne comparator en spanningsgestuurde oscillator (VCO) om deze functie te bereiken.Wanneer het ingangssignaal de ingestelde drempel overschrijdt, zal de comparator een signaal op hoog niveau uitvoeren, waardoor de uitgangsfrequentie van de VCO toeneemt.Integendeel, wanneer het ingangssignaal lager is dan de drempel, zal de comparator een signaal op laag niveau uitvoeren, waardoor de uitgangsfrequentie van de VCO afneemt.Daarom kan de LM331 -chip de grootte van het ingangssignaal omzetten in een verandering in de uitgangsfrequentie.
LM331 heeft een breed scala aan toepassingen in meet-, controle- en communicatieapparatuur.Bij het meten van fysieke hoeveelheden zoals temperatuur en vochtigheid kan de LM331 -chip bijvoorbeeld worden gebruikt om het uitgangssignaal van de sensor om te zetten in een frequentiesignaal voor handige digitale verwerking.Bovendien kan het ook worden gebruikt in digitale communicatiesystemen om analoge signalen om te zetten in digitale signalen, waardoor de anti-interferentieprestaties en betrouwbaarheid van het systeem worden verbeterd.
LM331 Intern blokdiagram
Het interne circuit van LM331 is voornamelijk samengesteld uit een ingangsvergelijker, uitgangsstuurbuis, RS flip-flop, stroomschakelaar, timingvergelijker, reset transistor, uitgangsbeveiligingsbuis, bandgap-referentiecircuit en precisiestroombroncircuit.De buis van de uitvoerstuurprogramma's hanteert een open-collectorformulier.Daarom kan de gebruiker door het selecteren van de juiste logische stroom en externe weerstand flexibel het logische niveau van de uitvoerpuls wijzigen om zich aan te passen aan de behoeften van verschillende logische circuits zoals TTL, DTL, CMO's, enz. Bovendien kan LM331 worden aangedreven doorofwel dubbele voeding of enkele voeding.Het heeft een breed bedieningsspanningsbereik en kan werken tussen 4V tot 40V, en de uitgangsspanning kan zo hoog zijn als 40V.Tegelijkertijd heeft LM331 ook de functie van het voorkomen van VCC -kortsluiting om de veilige werking van het circuit te waarborgen.
Werkprincipe van LM331
De kern van de LM331 is een spanningsvergelijker op basis van CMOS-technologie, waarvan de output wordt ingevoerd in een externe correctie-condensator en ingebouwde huidige bron.Wanneer de ingangsspanning gelijk is aan de interne referentiespanning, is het uitgangsniveau van de spanningsvergelijker omgekeerd.Dit proces regelt de versterking van het ingangssignaal via een negatieve feedback -lus, waardoor een rechthoekige golf wordt gegenereerd met een vaste amplitude en veranderingsperiode aan het uitgangsuiteinde.Bovendien is de LM331 uitgerust met een speciaal logaritmisch hellingsgeneratorcircuit.Dit circuit zet het verschil om tussen de ingangsspanning en de referentiespanning in een frequentie-delta, waardoor precieze spanning-naar-frequentie-conversie mogelijk wordt.Tegelijkertijd biedt LM331 4 programmeerbare meetbereiken om te voldoen aan de behoeften van verschillende toepassingsscenario's.Wat meer het vermelden waard is, is dat LM331 ook gebruikers in staat stelt om de stijg- en valtijden van de uitgangsgolfvorm aan te passen via externe weerstanden.Deze functie verbetert niet alleen de flexibiliteit, maar helpt ook bij het bereiken van een grotere nauwkeurigheid en stabiliteit.
Toepassingscircuit van LM331
Het bovenstaande beeld is een spanning/frequentieconversiecircuit bestaande uit LM331 en andere componenten.LM331 is een monolithische spanning/frequentieconversie geïntegreerd circuit dat een on-chip 1.9V referentiespanning, stroomschakelaar, comparator en flip-flop-functies integreert.Om het meetbereik uit te breiden, wordt een A1 -operationele versterker aan het circuit toegevoegd.De referentiestroom IR is ingesteld door (RL+R (RPL)).Omdat de interne referentiespanning 1,9 V is, IR = 1,9 V/(RL+R (RPL)).Het gebruikelijke instellingsbereik ligt tussen 100μA en 500μA.
Bovendien is de gemiddelde stroom I bij de uitgang (pin 1) van de stroomschakelaar gelijk aan de ingangsstroom II.Voor het on-chip lading- en ontladingscircuit, wanneer de laadspanning een bepaalde drempel van de voedingsspanning bereikt (zoals 2/3 van de voedingsspanning), wordt het circuit gereset, dus de pulsbreedte is gelijk aan 1,1/R4C3.Aangezien de ingangsstroom II gelijk is aan 1,1/R4 x C3 x F0 x IR, is de ingangsstroom II evenredig met de oscillatiefrequentie F0, dat wil zeggen dat de uitgangsfrequentie F0 evenredig is met de ingangsspanning UI.
Specifieke toepassingen van LM331
De LM331 wordt veel gebruikt in verschillende toepassingen waarvoor de ingangsspanning nodig is in frequentiesignalen.De volgende zijn verschillende gemeenschappelijke toepassingsgebieden van LM331:
Frequentiesynthese
LM331 kan worden gebruikt in frequentiesynthesetoepassingen.Door meerdere LM331's in serie of parallel te verbinden, kan de gesynthetiseerde uitgang van meerdere frequenties worden bereikt.Dit is van grote betekenis in sommige toepassingen die multi-frequentie signalen vereisen, zoals communicatiesystemen, signaalgeneratoren, enz.
Frequentiemeting
LM331 kan de ingangsspanning omzetten in een frequentie -uitgang die evenredig is aan de ingangsspanning, dus heeft het een breed scala aan toepassingen in het veld van frequentiemeting.In instrumentatie kan LM331 bijvoorbeeld worden gebruikt om de frequentie van spanning, stroom, temperatuur en andere parameters te meten en het frequentiesignaal te geven aan een display of ander verwerkingscircuit voor verwerking en weergave.
Digitalisering van analoge signalen
Bij het digitaliseren van analoge signalen kan LM331 het analoge signaal omzetten in een frequentieweergave van een digitaal signaal.Dit is zeer handig in toepassingen die digitale verwerking van analoge signalen vereisen, zoals gegevensverzameling, geluidsverwerking en andere velden.
Golfvormgenerator
Aangezien LM331 de ingangsspanning kan omzetten in een frequentiesignaal, kan deze worden gebruikt als de kerncomponent van de golfvormgenerator.Door de ingangsspanning aan te passen, kan LM331 signalen van verschillende frequenties uitvoeren, waardoor verschillende golfvormen worden gegenereerd, zoals sinusgolven, vierkante golven, driehoeksgolven, enz.
Voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van LM331
Bij het gebruik van LM331 zijn er verschillende belangrijke overwegingen om te overwegen:
Circuitbescherming: we kunnen de nodige beschermingscircuits toevoegen, zoals spanningsregelaars, filtercondensatoren van voedingsvoorziening en overspanningsbeschermingsdioden, enz., Om de LM331 te beschermen tegen externe omgevingsinterferentie en schade.
Inputimpedantie: LM331 heeft een hoge ingangsimpedantie, meestal tussen 10kΩ en 100kΩ.Bij het ontwerpen van het circuit moeten we de juiste invoerimpedantie kiezen om de stabiliteit en nauwkeurigheid van het ingangssignaal te waarborgen.
Ingangsspanning: bij gebruik van de LM331 moeten we ervoor zorgen dat de ingangsspanning binnen het opgegeven werkbereik ligt en de stabiliteit ervan handhaaft.Zorg ervoor dat u de ingangsspanning uit het opgegeven bereik vermijdt om schade aan de LM331 te voorkomen.
Elektrostatische ontladingsbeveiliging: de LM331 bevat elektrostatische gevoelige onderdelen.Vermijd tijdens de werking de gevoelige delen van de chip rechtstreeks aan en neem de juiste elektrostatische beschermingsmaatregelen om schade aan de chip veroorzaakt door elektrostatische afvoer te voorkomen.
Leveringsspanning: de LM331 vereist meestal een enkele voeding, met een voedingsspanning variërend van 3V tot 30V.We moeten ervoor zorgen dat de voedingsspanning die aan LM331 wordt verstrekt zich binnen het gespecificeerde bereik bevindt en voldoende stabiliteit en betrouwbaarheid heeft.
Temperatuurstabiliteit: de prestaties van de LM331 worden sterk beïnvloed door temperatuur.Daarom moeten we, wanneer gebruikt in omgevingen met grote temperatuurvariaties, speciale aandacht besteden aan het effect van de temperatuur op de LM331 en moeten we mogelijk temperatuurcompensatiemaatregelen nemen om de stabiliteit ervan te verbeteren.
Veelgestelde vragen [FAQ]
1. Wat zijn de kosten van LM331 in India?
LM331 spanningsfrequentieomvormer 0-10V tot 0-10 kHz conversiemodule bij Rs 199.00.
2. Wat is LM331?
De LM231/LM331-familie van spannings-tot-frequente converters zijn ideaal geschikt voor gebruik in eenvoudige goedkope circuits voor analoog-naar-digitale conversie, precisiefrequentie-tot-spanning conversie, langetermijnintegratie, lineaire frequentiemodulatie of demodulatie,en vele andere functies.
3. Hoe werkt LM331?
Het uitgangsduurprogramma van LM331 neemt het open-collectorformulier aan, zodat het logische niveau van de uitgangspuls flexibel kan worden gewijzigd door de logische stroom en externe weerstand te selecteren om zich aan te passen aan verschillende logische circuits zoals TTL, DTL en CMO's.
4. Wat is de spanning naar frequentieconverter met behulp van LM331?
Deze spanning naar frequentieconverter biedt de uitgangspulstrein met een frequentie die nauwkeurig evenredig is met de toegepaste ingangsspanning.De LM331 kan werken bij voedingen zo laag als 4,0V en de uitgangsfrequentie van 1Hz in 100 kHz worden gewijzigd.
5. Wat is het nut van LM331 V naar F Converter?
Deze spanning naar frequentieconverter biedt de uitgangspulstrein met een frequentie die nauwkeurig evenredig is met de toegepaste ingangsspanning.De LM331 kan werken bij voedingen zo laag als 4,0V en de uitgangsfrequentie van 1Hz in 100 kHz worden gewijzigd.