¿Qué es un Oscilador Controlado por Voltaje?
Definición de Oscilador Controlado por Voltaje
Un oscilador controlado por voltaje (VCO) se define como un oscilador cuya frecuencia de salida está controlada por un voltaje de entrada.
Principio de Funcionamiento
Los circuitos de VCO pueden diseñarse mediante muchos componentes electrónicos de control de voltaje, como diodos varactor, transistores, amplificadores operacionales, etc. Aquí, vamos a discutir el funcionamiento de un VCO utilizando amplificadores operacionales. El diagrama del circuito se muestra a continuación.
La forma de onda de salida de este VCO será una onda cuadrada. Como sabemos, la frecuencia de salida está relacionada con el voltaje de control. En este circuito, el primer amplificador operacional funcionará como un integrador. Se implementa aquí un divisor de tensión.
Por lo tanto, la mitad del voltaje de control que se proporciona como entrada se aplica al terminal positivo del amplificador operacional 1. Se mantiene el mismo nivel de voltaje en el terminal negativo. Esto es para mantener la caída de tensión a través del resistor R1.
Cuando el MOSFET está encendido, la corriente que fluye a través del resistor R1 pasa por el MOSFET. El R2 tiene la mitad de la resistencia, la misma caída de tensión y el doble de corriente que R1. Por lo tanto, la corriente adicional carga el condensador conectado. El amplificador operacional 1 debe proporcionar un voltaje de salida que aumente gradualmente para suministrar esta corriente.
Cuando el MOSFET está apagado, la corriente que fluye a través del resistor R1 pasa a través del condensador, descargándolo. El voltaje de salida obtenido del amplificador operacional 1 en este momento estará disminuyendo. Como resultado, se genera una onda triangular como salida del amplificador operacional 1.
El segundo amplificador operacional funciona como un disparador Schmitt. Toma la onda triangular del primer amplificador operacional como entrada. Si este voltaje de entrada supera el nivel umbral, la salida del segundo amplificador operacional será VCC. Si está por debajo del umbral, la salida será cero, resultando en una onda cuadrada de salida.
Un ejemplo de VCO es el CI LM566 o IC 566. Es, de hecho, un circuito integrado de 8 pines que puede producir dos salidas: onda cuadrada y onda triangular. El circuito interno se representa a continuación.
Control de Frecuencia en el Oscilador Controlado por Voltaje
Se utilizan muchas formas de VCOs. Puede ser de tipo oscilador RC, multivibrador, LC o de cristal. Sin embargo, si es de tipo oscilador RC, la frecuencia de oscilación de la señal de salida será inversamente proporcional a la capacitancia, según:
En el caso de un oscilador LC, la frecuencia de oscilación de la señal de salida será:
Por lo tanto, podemos decir que a medida que aumenta el voltaje de entrada o de control, la capacitancia se reduce. Por lo tanto, el voltaje de control y la frecuencia de las oscilaciones son directamente proporcionales. Es decir, cuando uno aumenta, el otro también aumenta.
La figura anterior representa el funcionamiento básico del oscilador controlado por voltaje. Aquí, podemos ver que a un voltaje de control nominal representado por VC(nom), el oscilador funciona a su frecuencia de funcionamiento libre o normal, fC(nom).
A medida que el voltaje de control disminuye desde el voltaje nominal, la frecuencia también disminuye y, a medida que el voltaje de control nominal aumenta, la frecuencia también aumenta.
Los diodos varactor, que son diodos de capacitancia variable disponibles en diferentes rangos, se utilizan para lograr un voltaje variable. En osciladores de baja frecuencia, la tasa de carga de los condensadores se cambia utilizando una fuente de corriente controlada por voltaje.
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