電壓頻率轉換器 （VFC） 是一種輸出方波的振蕩器，其頻率與其輸入電壓成線性比例。輸出方波可以直接饋送到微控制器的數字引腳，以精確測量直流輸入電壓，這意味著輸入電壓可以使用8051或任何其他沒有內置 ADC 的微控制器來測量。

　　VFC 經常被誤認為是壓控振蕩器 （VCO），但 VFC 具有 （VCO） 所沒有的許多優(yōu)點和增強的性能規(guī)格，例如動態(tài)范圍、低線性誤差、溫度和電源電壓穩(wěn)定性等等。

　　這里 IC AD654 用于該電路中以演示操作，這是一個單片電壓到頻率轉換器。示波器也用于顯示輸出方波。

　　集成電路 AD654

　　AD654 是一款電壓頻率轉換器IC，采用 8 引腳 DIP 封裝。它由一個輸入放大器、一個非常精確的內置振蕩器和一個大電流集電極開路輸出驅動器組成，它允許該 IC 驅動多達 12 個 TTL 負載、光耦合器、長電纜或類似負載，并且可以在（5-30） 伏特之間。另一件要提的是，與其他 IC 不同，AD654 IC 輸出方波，因此微控制器很容易測量讀數。下面列出了該芯片的一些最有趣的功能。

　　特征：

　　寬輸入電壓 ± 30 V

　　滿量程頻率高達 500 kHz

　　125MΩ的高輸入阻抗，

　　低漂移 （4 μV/°C）

　　2.0毫安靜態(tài)電流

　　低偏移 1 mV

　　對外部組件的最低要求

　　所需組件

　　原理圖，示意圖

　　此電壓到頻率轉換器電路的原理圖取自數據表，并添加了一些外部組件來修改此演示的電路

　　該電路構建在無焊面包板上，其組件如圖所示，出于演示目的，在放大器的輸入部分添加了一個電位器以改變輸入電壓，由此我們可以觀察輸出的變化。

　　筆記！所有元件都盡可能靠近放置，以減少寄生電容的電感和電阻。

　　設備功能如何？

　　內部運算放大器用作輸入，當向變頻器提供1mA驅動電流時，它將輸入電壓轉換為NPN跟隨器的驅動電流。它為外部定時電容器充電，該方案允許振蕩器在 100 nA 至 2mA 的總電壓范圍內提供非線性。這個輸出也進入一個輸出驅動器，它只是一個帶有開路集電極的 NPN 功率晶體管，我們可以從中獲得輸出

　　計算

　　理論上計算電路的輸出頻率，可用下式

　　Fout = Vin / 10*Rt*Ct

　　在哪里，

　　Fout是輸出頻率

　　Vin是電路的輸入電壓，

　　Rt是 RC 振蕩器的電阻

　　Ct是 Rc 振蕩器的電容

　　例如，

　　Vin為0.1V或100mV

　　Rt為10000K或10K

　　Ct為0.001uF或1000pF

　　輸出= 0.1 / （10 * 10 * 0.001）

　　輸出= 1 KHz

　　因此，如果將0.1V施加到電路的輸入端，我們將在輸出端獲得1kHz

　　電壓到頻率轉換器測試

　　為了測試電路，使用以下工具

　　12V 開關電源 （SMPS）

　　Meco 108B+ 萬用表

　　Hantech 600BE USB PC 示波器

　　為了構建電路，使用了 1% 的金屬膜電阻器，并且沒有考慮電容器的容差。測試時室溫為22攝氏度

　　測試設置

　　如您所見，直流輸入電壓為 11.73 V

　　IC輸入端的電壓為104.8 mV

　　在這里你可以看到我的 DSO 上的輸出是 1.045 kHz。其中給出了多個輸入，并且頻率隨著輸入電壓的比率而變化。

　　進一步增強

　　通過在 PCB 上制作電路可以提高穩(wěn)定性，也可以使用容差為 0.5% 的電阻器和電容器來提高精度。該電路最重要的部分是 RC 振蕩器部分，因此 RC 振蕩器必須盡可能靠近輸入引腳放置，否則 PCB 走線或組件的啟動電容和電阻可能會降低電路的精度。

　　應用

　　這是一個非常有用的 IC，可用于許多應用，其中一些在下面列出

　　AD654 VFC 作為 ADC

　　倍頻器

　　帶熱電偶的溫度傳感器

　　應變計

　　函數發(fā)生器

　　自偏置精密時鐘