RS232 遇上 VFC

出处:维库电子市场网时间:2024-11-15

 

 这种设计理念 (DI) 正是通过使用异步 RS232 为简单的 10 kHz 电压频率转换器 (VFC) 提供脉冲供电和计数来实现这一点。从每个 10 位串行字符中仅获取一位信息可能看起来效率很低(因为确实如此),但在这种情况下,添加一个简单的模拟输入是一种方便的策略,该输入可以远离计算机,而不必担心拾取噪音。

  图 1 的大部分先前在“电压逆变器设计理念转变为 1MHz VFC ”中进行了描述。
  除了频率降低 100 倍之外,旧 DI 与此之间的一个区别是 U1 使用金属栅极 CMOS 器件 (CD4053B),而不是硅栅极 (HC4053) U1。由于此处使用了更高的工作电压(12 V 与 5 V),因此需要进行此更改。其他设计元素保持(大致)相似。

  输入电流 = Vin/R1,对 C3 充电,导致跨导放大器 Q1、Q2 灌电流,增加来自施密特触发器振荡器电容 C1 的电流。这增加了 U1c 振荡器频率以及 U1a、b 和 C2 泵送的电流。由于泵电流具有负极性,因此它完成了一个反馈环路,不断平衡泵电流以等于输入电流:



  请注意,可以选择 R1 来实现几乎任何所需的 Vin 满标度因子。

  D3 提供启动每个振荡器周期的斜坡复位脉冲,并将 RS232 ST 启动脉冲的持续时间设置为约 10 ?s,如图2所示。请注意,时间常数和波特率的这种组合提供了约 11% 的超范围余量。


  图 2每个 VFC 脉冲都会生成一个格式正确但为空的 RS232 字符。
  当 Vin 和 Fpump 为零时,选择 R5/R3 的比率来平衡 Q2/Q1 集电极电流,从而限度地减少 Vin 零偏移。因此,线性度和零偏移误差小于满量程的 1%。
  然而,如果 +6 逻辑电源轨不够,则可能会出现不可接受的比例因子误差,但这种情况不太可能发生。如果我们想要一个不受 +6 V 不稳定性影响的精密电压基准,U2、C5 和 R7 提供的廉价 5 V 电压就可以满足要求。

  然而,如果应用涉及与+6V成比例的比率信号的转换,例如由电阻传感器(例如热敏电阻)提供的信号,则应省略U2和朋友,U1引脚2连接到-6V,C2减少到1.6nF。然后:


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