Wat is 'n Spanningsgekontroleerde Ossillator?

Wat is 'n Spanningsgekontroleerde Ossiller?

Definisie van 'n Spanningsgekontroleerde Ossiller

'n Spanningsgekontroleerde ossiller (VCO) word gedefinieer as 'n ossiller waarvan die uitsetfrekwensie deur 'n insetspanning beheer word.

Werkprinsipe

VCO-sirkusse kan ontwerp word deur gebruik te maak van verskeie spanningsgekontroleerde elektroniese komponente soos varactor-diodes, transistors, Op-amps ens. Hier gaan ons oor die werking van 'n VCO met Op-amps praat. Die sirkusdiagram word hieronder getoon.

Die uitsetgolfvorm van hierdie VCO sal 'n vierkantsgolf wees. Soos ons weet, is die uitsetfrekwensie verband hou met die beheerspanning. In hierdie sirkus funksioneer die eerste Op-amp as 'n integrator. Die spanningsdeeler-arrangement word hier geïmplementeer.

As gevolg hiervan word die helfte van die beheerspanning wat as inset gegee word, aan die positiewe terminal van Op-amp 1 gegee. Dieselfde vlak van spanning word by die negatiewe terminal gehandhaaf. Dit is om die spanningsval oor die weerstand, R1, te handhaaf.

Wanneer die MOSFET in die aan-toestand is, vloei die stroom van die R1-weerstand deur die MOSFET. R2 het half die weerstand, dieselfde spanningsval en twee keer die stroom van R1. Dus, laai die ekstra stroom die verbondene kondensator op. Op-amp 1 moet 'n geleidelig stygende uitsetspanning lewer om hierdie stroom te voorsien.

Wanneer die MOSFET in die af-toestand is, vloei die stroom van die R1-weerstand deur die kondensator, wat ontlad word. Die uitsetspanning wat op daardie tydstip van Op-amp 1 verkry word, sal val. As gevolg hiervan word 'n driehoeksgolfvorm as die uitset van Op-amp 1 gegenereer.

Die tweede Op-amp funksioneer as 'n Schmitt-trigger. Dit neem die driehoeksgolf van die eerste Op-amp as inset. As hierdie insetspanning die drempelvlak oorskry, sal die uitset van die tweede Op-amp VCC wees. As dit onder die drempel is, sal die uitset nul wees, wat lei tot 'n vierkantsgolf-uitset.

'n Voorbeeld van 'n VCO is die LM566 IC of IC 566. Dit is in werklikheid 'n 8-pina-integreerde sirkus wat dubbele uitsette kan produseer - vierkantsgolf en driehoeksgolf. Die interne sirkus word hieronder verteenwoordig.

Frekwensiebeheer in 'n Spanningsgekontroleerde Ossiller

Verskeie vorms van VCO's word algemeen gebruik. Dit kan RC-ossillators, multivibrators, LC- of kristalossillators wees. Wanneer dit egter 'n RC-ossillator is, is die osilleerfrekwensie van die uitsetsignaal omgekeerd eweredig aan die kapasiteit as

In die geval van 'n LC-ossillator, is die osilleerfrekwensie van die uitsetsignaal

Dus, kan ons sê dat as die insetspanning of beheerspanning toeneem, die kapasiteit verminder. Daarom is die beheerspanning en frekwensie van osillasies direk eweredig. Dit beteken, wanneer een toeneem, toeneem die ander ook.

Die figuur hierbo verteenwoordig die basiese werking van 'n spanningsgekontroleerde ossiller. Hier kan ons sien dat by die nominale beheerspanning, VC(nom), die ossiller by sy vryloop- of normale frekwensie, fC(nom), werk. 

Soos die beheerspanning van die nominale spanning afneem, neem die frekwensie ook af, en as die nominale beheerspanning toeneem, neem die frekwensie ook toe.

Varactor-diodes, wat veranderlike kapasiteitsdiodes in verskillende reeks beskikbaar is, word gebruik om 'n veranderlike spanningsvlak te bereik. In lae-frekwensie ossillators, word die laadingtempo van kondensators verander deur 'n spanningsgekontroleerde stroombron te gebruik.

Tipes Spanningsgekontroleerde Ossillators

• Harmoniese Ossillators

• Ontspanningsossillators

Toepassings

• Funksiegenerator

• Fasegeslote lus

• Toongenerator

• Frekwentieskuifkoppel

• Frekwentie-modulasie