Minimizando la desviación de frecuencia en LM331

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A continuación se muestran los esquemas de un circuito que hasta el momento finalicé y soldé en una placa de perfilado:

(hagaclicconelbotónizquierdoparaampliar)

Básicamente,elcircuitoconvierte0...10Vdevoltajedeentradaa10mVpk-pkdeondacuadrada.Elobjetivoesobtenerunarelaciónlinealentrelafrecuenciadesalidayelvoltajedeentrada.Como LM331 conocido como bastante lineal, lo usé como un voltaje para freq. convertidor. Pero al variar la frecuencia, LM331 también cambia mucho el ciclo de trabajo. Ese fue un problema en el lado ADC en la salida. Entonces, para superar esto y obtener alrededor del 50% del ciclo de trabajo, un 74HC74 sigue a LM331 reduciendo a la mitad la frecuencia. A la mitad de la frecuencia. no es un problema porque no afectará la relación lineal entre la tensión de entrada y la frecuencia de salida.

El circuito funciona bien tanto en simulación como en real. Quiero decir que hace el trabajo a primera vista.

Pero si esperas lo suficiente, ves una desviación en la frecuencia. salida (en Q o en Fout).

Aquí hay algunas observaciones de ayer para un voltaje de entrada constante de 2.5V:

A las 17:00 horas 924Hz

A las 18:00 horas 918Hz

A las 19:00 horas 919Hz

A las 20:00 horas 913Hz

A las 21:00 horas 917Hz

A las 22:00 horas 912Hz

Y hoy, después de encender el circuito con otra entrada de 2.5V, mido la frecuencia. salida como: 936Hz que sigue aumentando a 945Hz ect.

Aquí está el circuito soldado en la placa de perforación (marqué algunos puertos y componentes con color rojo):

Lo que he notado es que cuando toco ligeramente con el dedo o con un lápiz el condensador C1 o C3, veo cambios dramáticos en la salida. Los otros componentes no hacen tal diferencia en respuesta a una interacción física.

Para C1, estoy usando un condensador de cerámica como se puede ver en la foto.

En la hoja de datos de LM331 C2 se recomienda 1u condensador Mylar que utilizo cerámica. Pero interactuar físicamente no hace tal cambio como C1.

En otro foro, encontré este comentario (en la cita modifiqué los nombres de sus gorras para que fuera coherente con mis esquemas):

  

Finalmente lo resolví.

     

Utilicé un condensador C1 = 10nF NPO (muy estable con temperatura variable)   en lugar de C1 = 10nF X7R (coeficiente de alta temperatura). Como mi   El circuito contiene gran cantidad de transistores y transformadores, debido al aumento de   temperatura, la frecuencia fue aumentando gradualmente, lo que no hace   suceda ahora después de cambiarlo a NPO.

     

Además, agregué una resistencia de 47 ohmios en serie con un condensador C2 = 100 nF,   lo que aumentó aún más la estabilidad.

¿Alguien tiene experiencia o idea sobre el tema? Los tipos y tolerancias de los condensadores son críticos para LM331 en este circuito, me encantaría escuchar sus sugerencias sobre estos.

    
pregunta user16307

1 respuesta

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El coeficiente de temperatura del condensador puede tener un efecto profundo en la precisión y la estabilidad de la salida. Esto es a lo que se refiere el otro hilo que citaste.

Sin embargo, algunos de sus datos parecen sugerir que está recibiendo ruido en su circuito o que su voltaje de referencia de entrada tiene alguna fluctuación o que su método para medir la frecuencia tiene cierta inestabilidad. Si aún no lo ha hecho, debe evaluar estos términos de error.

Puede que le resulte útil determinar la relación de transferencia Hertz / Volt y evaluar su variación a la luz de esto. Puede encontrar que las variaciones de frecuencia de salida pueden explicar una fluctuación de entrada muy pequeña. Esto podría ayudarlo a localizar la causa de las fluctuaciones.

    
respondido por el Glenn W9IQ

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