LM2917電壓轉換器的原理及性能參數(shù)精

1、LM2917電壓轉換器的原理及性能參數(shù)1.概述LM2917為單片集成頻率電壓轉換器，芯片中包含了一個 高增益的運算放大器/比較器，當輸入頻率達到或超過某一給 定值時，輸出可用于驅動開關、指示燈或其它負載。內含的 轉速計使用充電泵技術，對低紋波具有頻率倍增功能。另外LM2917還帶有完全的輸入保護電路。在零頻率輸入時，LM2917的輸出邏輯擺幅為零。1.1主要特點LM2917具有以下特點:進行頻率倍增時只需使用一個 RC網(wǎng)絡;芯片上具有齊納二極管調整電路，能夠進行準確的頻率一電 壓（電流）轉換;以地為參考的轉速計輸入可直接與可變磁阻拾音器接口;運算放大器/比較器采用浮動晶體管輸出;50mA輸出陷

2、流或驅動能力， 可驅動開關、螺線管、測量計、 發(fā)光二極管等;對低紋波有頻率倍增功能;轉速計具有滯后、差分輸入或以地為參考的單端輸入;線性度典型值為± 0.3%;以地為參考的轉速計具有完全的保護電路，不會受高于VCC 值或低于地參考輸入的損傷。1.2應用領域LM2917可應用于以下領域:超速/低速檢測;頻率電壓轉換（轉速計）;測速表;手持式轉速計;速度監(jiān)測器;巡回控制;車門鎖定控制;離合控制;喇叭控制;觸摸或聲音開關。1.3電性能參數(shù)LM2917的主要電性能參數(shù)如表1所列。>J.' :心十；%. I 7-_ u*«不丄°,1 w. FI 備w 張I f

3、Wi - t-frnr 1,»和忙也w屯 I；亠三*£ w； 口血丄B苜>«P«*-= .百 K" *'2_* '*' I i »'>*!-lrL匚J IIIj*| l* jS畑:_+ = i'Mp弔 皆*<al/i 耳_:»-*HI2.工作原理riMip圖1所示為LM2917的原理框圖，各引腳功能如下:1腳和11腳為運算放大器/比較器的輸入端;2腳接充電泵的定時電容;3腳連接充電泵的輸出電阻和積分電容;4腳和10腳為運算放大器的輸入端;5腳為輸出，取自輸出晶體管的發(fā)

4、射極;6， 7，13， 14腳未用；8腳為輸出晶體管的集電極，般接電源;9腳為正電源端;12腳為負電源端，一般接地。運算放大器/比較器完全與轉速計兼容， 以一個浮動的晶體管作為輸出端，具有強的輸出驅動能力，能夠以50mA電流驅 動以地為參考或以電源為參考的負載。輸出晶體管的集電極 電位可高于VCC，允許的最大電壓 VCE為28V。電路中使用差分輸入端，用戶自己能夠設定輸入轉換電平， 而且滯后也在設定的電平左右，因而能夠獲得良好的噪聲抑 制。當然為了使輸入在高于地電壓時具有共模電壓，沒有使 用輸入保護電路，但輸入端電壓電平不能超出電源電壓范 圍。特別值得注意的是，在輸入端未接串聯(lián)保護電阻的情況F

5、，輸入端的電平不能低于地電平。在充電泵把從輸入級來的頻率轉換為直流電壓時，此變換需 外接定時電容 C1和輸出電阻R1以及積分電容或濾波電容C2,當輸入級的輸出改變狀態(tài)時（這種情況可能發(fā)生在由于輸入端上有合適的過零電壓或差分輸入電壓時），定時電容在電壓差為VCC/2的兩電壓值之間被線性地充電或放電，在輸入頻率信號的半周期中，定時電容上的電荷變化量為C1VCC/2，泵入電容中的平均電流或流出電容中的平均電流 為:Q/T=iC(AVG)=flNC1VCC輸出電路把這一電流準確地送到負載電阻（輸出電阻）R1R1電阻的另一端接地，這樣脈沖式的電流被濾波電容積分， 得到輸出電壓:V0=VCCflNC1R1

6、K其中K為增益常數(shù)。而電容C2的值取決于紋波電壓的大小和實際應用中需要的 響應時間。3.典型應用電路在應用中個值得注意的問題是如何選擇電阻R1和電容為了獲得最佳性能，必須仔細選擇合適的電阻 R1和電容C1 O定時電容還為充電泵提供內部補償，為了使器件取得準確的 轉換結果，其值應大于 500pF，太小的電容值會在 R1上產(chǎn) 生誤差電流，特別是在低溫應用時更是如此。器件的引腳的輸出電流是內部固定的，因此 VO/R1 值必須小于或等于此固定值。如果 R1 太大，它將會影響引腳3 的輸出阻抗，器件進行頻率電壓轉換的線性度將會變差.此外還要考慮引腳 3 的紋波輸出紋波電壓 , 以及 R1 對 C2 值的影響。VRIPPLE 可用下式計算：VRIPPLE=VCCC11 (VCCfINC1/I2)/2C2R1 的選擇與紋波無關。但是響應時間，即輸出 VOUT 穩(wěn)定 在一個新值上需要的時間會隨著 C2 值的增加而增加，因此 必須在紋波、響應時間和線性度之間仔細地進行折衷選擇。器件所允許的輸入信號的最大頻率由 VCC 、C1 和 I2 決定。LM2917 很適合那些要求輸出電壓或電流與電源電壓變化無 關的應用，因為它內部使用齊納二極管調整的輸出端。但需 在電源端串接一電阻，電阻值必須合理選取，芯片內的轉速 計電流和運算放大電路的工作電流至少需