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1. 概述 LM2917為單片集成頻率－電壓轉換器，芯片中包含了一個(gè)高增益的運算放大器/比較器，當輸入頻率達到或超過(guò)某一給定值時(shí)，輸出可用于驅動(dòng)開(kāi)關(guān)、指示燈或其它負載。內含的轉速計使用充電泵技術(shù)，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(shí)，LM2917的輸出邏輯擺幅為零。 1.1 主要特點(diǎn) LM2917具有以下特點(diǎn)： 進(jìn)行頻率倍增時(shí)只需使用一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò )； 芯片上具有齊納二極管調整電路，能夠進(jìn)行準確的頻率－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(dòng)晶體管輸出； 50mA輸出陷流或驅動(dòng)能力，可驅動(dòng)開(kāi)關(guān)、螺線(xiàn)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(xiàn)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(huì )受高于VCC值或低于地參考輸入的損傷。 1.2 應用領(lǐng)域 LM2917可應用于以下領(lǐng)域：
1.3 電性能參數 LM2917的主要電性能參數如表1所列。 2. 工作原理 圖1所示為L(cháng)M2917的原理框圖，各引腳功能如下：
運算放大器/比較器完全與轉速計兼容，以一個(gè)浮動(dòng)的晶體管作為輸出端，具有強的輸出驅動(dòng)能力，能夠以50mA電流驅動(dòng)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(hù)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(shí)具有共模電壓，沒(méi)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)保護電阻的情況下，輸入端的電平不能低于地電平。 在充電泵把從輸入級來(lái)的頻率轉換為直流電壓時(shí)，此變換需外接定時(shí)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(shí)(這種情況可能發(fā)生在由于輸入端上有合適的過(guò)零電壓或差分輸入電壓時(shí))，定時(shí)電容在電壓差為VCC/2的兩電壓值之間被線(xiàn)性地充電或放電，在輸入頻率信號的半周期中，定時(shí)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)=fINC1VCC 輸出電路把這一電流準確地送到負載電阻(輸出電阻)R1中，R1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： VO=VCCfINC1R1K 其中K為增益常數。 而電容C2的值取決于紋波電壓的大小和實(shí)際應用中需要的響應時(shí)間。 3. 典型應用電路 在應用中一個(gè)值得注意的問(wèn)題是如何選擇電阻R1和電容C1。 為了獲得最佳性能，必須仔細選擇合適的電阻R1和電容C1。定時(shí)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(huì )在R1上產(chǎn)生誤差電流，特別是在低溫應用時(shí)更是如此。器件的引腳3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(huì )影響引腳3的輸出阻抗，器件進(jìn)行頻率－電壓轉換的線(xiàn)性度將會(huì )變差.此外還要考慮輸出紋波電壓,以及R1對C2值的影響。引腳3的紋波VRIPPLE可用下式計算： VRIPPLE=VCCC1[1－(VCCfINC1/I2)]/2C2 R1的選擇與紋波無(wú)關(guān)。但是響應時(shí)間，即輸出VOUT穩定在一個(gè)新值上需要的時(shí)間會(huì )隨著(zhù)C2值的增加而增加，因此必須在紋波、響應時(shí)間和線(xiàn)性度之間仔細地進(jìn)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(wú)關(guān)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要3mA。在低電壓應用中，必須保證電阻中的電流大于3mA，以使得齊納二極管電壓調整能夠正常。例如，當電源電壓從9V變化到16V時(shí)，串接470Ω的電阻能夠使齊納二極管電壓變化減小到160mV。 LM2917的典型應用電路如圖2和圖3所示，圖2為具有最少外接元件的轉速計電路，5腳輸出與轉速的對應關(guān)系為67Hz/V。圖3為電容計電路，圖中CX是被測電容。 |
