ما هو مذبذب التحكم بالجهد؟

ما هو المذبذب المتحكم به بالجهد؟

تعريف المذبذب المتحكم به بالجهد

يُعرَف المذبذب المتحكم به بالجهد (VCO) بأنه مذبذب يتم تحكم في تردده الخرج بواسطة جهد دخل.

مبدأ العمل

يمكن تصميم دوائر VCO باستخدام العديد من المكونات الإلكترونية المتحكمة بالجهد مثل الديودات المتغيرة، الترانزستورات، مضخمات التشغيل وغيرها. هنا، سنناقش عمل VCO باستخدام مضخمات التشغيل. يظهر مخطط الدائرة أدناه.

سيكون الشكل الموجي للخرج لهذا VCO موجة مربعة. كما نعلم أن التردد الخرج مرتبط بجهد التحكم. في هذه الدائرة، سيعمل مضخم التشغيل الأول كمتكامل. تم تنفيذ ترتيب القسم الجهد هنا.

بسبب هذا، يتم تطبيق نصف جهد التحكم المعطى كدخل على الطرف الموجب لمضخم التشغيل 1. يتم الحفاظ على نفس مستوى الجهد عند الطرف السالب. هذا لاستمرار الانخفاض الجهد عبر المقاومة R1.

عندما يكون MOSFET في حالة تشغيل، يمر التيار القادم من المقاومة R1 عبر MOSFET. تكون R2 لها نصف المقاومة، نفس الانخفاض الجهد وضعف التيار مقارنة بـ R1. لذلك، يقوم التيار الإضافي بشحن المكثف المتصل. يجب أن يوفر مضخم التشغيل 1 جهد خرج متزايد تدريجياً لتزويد هذا التيار.

عندما يكون MOSFET في حالة إيقاف، يمر التيار القادم من المقاومة R1 عبر المكثف ويتم شحنه. سيكون الجهد الخرج المستلم من مضخم التشغيل 1 في هذا الوقت متناقصاً. نتيجة لذلك، يتم إنتاج شكل موجي مثلث كخرج لمضخم التشغيل 1.

يعمل مضخم التشغيل الثاني كمحفز شميدت. يأخذ الشكل الموجي المثلث من مضخم التشغيل الأول كدخل. إذا تجاوز هذا الجهد الدخل المستوى العتبة، سيكون الخرج من مضخم التشغيل الثاني VCC. وإذا كان أقل من المستوى العتبة، سيكون الخرج صفر، مما يؤدي إلى خرج موجة مربعة.

مثال على VCO هو الدائرة المتكاملة LM566 أو IC 566. إنه في الواقع دائرة متكاملة ذات 8 أطراف يمكنها إنتاج خرجين - موجة مربعة وموجة مثلثة. يتم تمثيل الدائرة الداخلية أدناه.

تحكم التردد في المذبذب المتحكم به بالجهد

يتم استخدام العديد من أشكال VCO بشكل عام. قد يكون من نوع مذبذب RC أو من نوع متعدد الرفرفة أو من نوع LC أو مذبذب الكريستال. ومع ذلك، إذا كان من نوع مذبذب RC، سيكون تردد التذبذب للإشارة الخرج عكسياً نسبياً مع السعة كالتالي:

في حالة مذبذب LC، سيكون تردد التذبذب للإشارة الخرج:

لذا، يمكننا القول أنه مع زيادة جهد الدخل أو جهد التحكم، تقل السعة. وبالتالي، فإن جهد التحكم وتواتر التذبذبات متناسبان طردياً. أي عندما يزيد أحدهما، يزيد الآخر.

يمثل الشكل أعلاه العمل الأساسي للمذبذب المتحكم به بالجهد. هنا، يمكننا رؤية أن عند جهد التحكم الاسمي الممثل بـ VC(nom)، يعمل المذبذب بتردده الحر أو الطبيعي fC(nom).

مع انخفاض جهد التحكم عن الجهد الاسمي، ينخفض التردد أيضًا، ومع زيادة الجهد الاسمي لجهد التحكم، يصبح التردد أعلى.

تستخدم ديودات الفاراكتور، وهي ديودات متغيرة السعة متاحة في نطاقات مختلفة، لتحقيق جهد متغير. في المذبذبات ذات التردد المنخفض، يتم تغيير معدل شحن المكثفات باستخدام مصدر تيار متحكم به بالجهد.

أنواع المذبذب المتحكم به بالجهد

• المذبذبات التوافقية

• المذبذبات الاسترخائية

تطبيقات

• مولد الوظائف

• حلقة التحكم المرتبطة بالطور

• مولد الأصوات

• الترميز بتغير التردد

• التعديل بالتردد