RS232 遇上 VFC

出處：維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-11-15 16:15:08 | 449 次閱讀

　這種設(shè)計(jì)理念 (DI) 正是通過(guò)使用異步 RS232 為簡(jiǎn)單的 10 kHz 電壓頻率轉(zhuǎn)換器 (VFC) 提供脈沖供電和計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。從每個(gè) 10 位串行字符中僅獲取一位信息可能看起來(lái)效率很低（因?yàn)榇_實(shí)如此），但在這種情況下，添加一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬輸入是一種方便的策略，該輸入可以遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)，而不必?fù)?dān)心拾取噪音。

　　圖 1 的大部分核心先前在“電壓逆變器設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變?yōu)?1MHz VFC ”中進(jìn)行了描述。
　　除了最大頻率降低 100 倍之外，舊 DI 與此之間的一個(gè)區(qū)別是 U1 使用金屬柵極 CMOS 器件 (CD4053B)，而不是硅柵極 (HC4053) U1。由于此處使用了更高的工作電壓（12 V 與 5 V），因此需要進(jìn)行此更改。其他設(shè)計(jì)元素保持（大致）相似。

　　輸入電流 = Vin/R1，對(duì) C3 充電，導(dǎo)致跨導(dǎo)放大器 Q1、Q2 灌電流，增加來(lái)自施密特觸發(fā)器振蕩器電容 C1 的電流。這增加了 U1c 振蕩器頻率以及 U1a、b 和 C2 泵送的電流。由于泵電流具有負(fù)極性，因此它完成了一個(gè)反饋環(huán)路，不斷平衡泵電流以等于輸入電流：

　　請(qǐng)注意，可以選擇 R1 來(lái)實(shí)現(xiàn)幾乎任何所需的 Vin 滿標(biāo)度因子。

　　D3 提供啟動(dòng)每個(gè)振蕩器周期的斜坡復(fù)位脈沖，并將 RS232 ST 啟動(dòng)脈沖的持續(xù)時(shí)間設(shè)置為約 10 ?s，如圖2所示。請(qǐng)注意，時(shí)間常數(shù)和波特率的這種組合提供了約 11% 的超范圍余量。

　　圖 2每個(gè) VFC 脈沖都會(huì)生成一個(gè)格式正確但為空的 RS232 字符。
　　當(dāng) Vin 和 Fpump 為零時(shí)，選擇 R5/R3 的比率來(lái)平衡 Q2/Q1 集電極電流，從而最大限度地減少 Vin 零偏移。因此，線性度和零偏移誤差小于滿量程的 1%。
　　然而，如果 +6 邏輯電源軌不夠精確，則可能會(huì)出現(xiàn)不可接受的比例因子誤差，但這種情況不太可能發(fā)生。如果我們想要一個(gè)不受 +6 V 不穩(wěn)定性影響的精密電壓基準(zhǔn)，U2、C5 和 R7 提供的廉價(jià)精確 5 V 電壓就可以滿足要求。

　　然而，如果應(yīng)用涉及與+6V成比例的比率信號(hào)的轉(zhuǎn)換，例如由電阻傳感器（例如熱敏電阻）提供的信號(hào)，則應(yīng)省略U2和朋友，U1引腳2連接到-6V，C2減少到1.6nF。然后：

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