Què és un Oscil·lador Controlat per Voltatge?
Què és un Oscil·lador Controlat per Voltatge?
Definició d'Oscil·lador Controlat per Voltatge
Un oscil·lador controlat per voltatge (VCO) es defineix com un oscil·lador la freqüència de sortida del qual està controlada per un voltatge d'entrada.
Principi de Funcionament
Els circuits VCO es poden dissenyar mitjançant diversos components electrònics de control de voltatge com diodes varactor, transistors, amplificadors operacionals, etc. Aquí, anem a parlar del funcionament d'un VCO utilitzant amplificadors operacionals. El diagrama de circuit es mostra a continuació.
La forma d'ona de sortida d'aquest VCO serà una ona quadrada. Com sabem, la freqüència de sortida està relacionada amb el voltatge de control. En aquest circuit, el primer amplificador operacional funcionarà com a integrador. S'implementa aquí una disposició de divisor de tensió.
A causa d'això, la meitat del voltatge de control que s'introdueix com a entrada es dona al terminal positiu de l'amplificador operacional 1. Es manté el mateix nivell de tensió al terminal negatiu. Això és per mantenir la caiguda de tensió a través de la resistència R1.
Quan el MOSFET està en condició d'encès, la corrent que flueix des de la resistència R1 passa a través del MOSFET. La R2 té la meitat de la resistència, la mateixa caiguda de tensió i el doble de corrent que la R1. Per tant, la corrent extra carrega el condensador connectat. L'amplificador operacional 1 ha de proporcionar una tensió de sortida que augmenti gradualment per subministrar aquesta corrent.
Quan el MOSFET està en condició d'apagat, la corrent que flueix des de la resistència R1 passa a través del condensador, que es descarrega. La tensió de sortida obtinguda de l'amplificador operacional 1 en aquest moment estarà disminuint. Com a resultat, es genera una ona triangular com a sortida de l'amplificador operacional 1.
El segon amplificador operacional funciona com un disparador de Schmitt. Preneix l'ona triangular del primer amplificador operacional com a entrada. Si aquesta tensió d'entrada supera el nivell de llindar, la sortida del segon amplificador operacional serà VCC. Si és inferior al llindar, la sortida serà zero, generant una ona quadrada de sortida.
Un exemple de VCO és l'IC LM566 o IC 566. És, de fet, un circuit integrat de 8 pins que pot produir dues sortides: ona quadrada i ona triangular. El circuit intern es representa a continuació.
Control de Freqüència en un Oscil·lador Controlat per Voltatge
Es fan servir moltes formes de VCO. Poden ser d'oscil·lador RC, multivibrador, LC o d'oscil·lador de cristal. No obstant això, si és d'oscil·lador RC, la freqüència d'oscil·lació de la senyal de sortida serà inversament proporcional a la capacitància com
En el cas d'un oscil·lador LC, la freqüència d'oscil·lació de la senyal de sortida serà
Per tant, podem dir que a mesura que el voltatge d'entrada o de control augmenta, la capacitància es redueix. Per tant, el voltatge de control i la freqüència d'oscil·lació són directament proporcionals. És a dir, quan un augmenta, l'altre també augmenta.
La figura superior representa el funcionament bàsic d'un oscil·lador controlat per voltatge. Aquí, podem veure que a un voltatge de control nominal representat per VC(nom), l'oscil·lador funciona a la seva freqüència normal o de funcionament lliure, fC(nom).
Com el voltatge de control disminueix des del voltatge nominal, la freqüència també disminueix, i quan el voltatge de control nominal augmenta, la freqüència també es fa més alta.
S'utilitzen diodes varactor, que són diodes de capacitància variable disponibles en diferents rangs, per aconseguir un voltatge variable. En els oscil·ladors de baixa freqüència, la velocitat de càrrega dels condensadors es canvia mitjançant una font de corrent controlada per voltatge.
Tipus d'Oscil·lador Controlat per Voltatge
Oscil·ladors harmònics
Oscil·ladors de relaxació
Aplicacions
Generador de funcions
Bucles de fase bloquejada
Generador de tos
Modulació de desplaçament de freqüència
Modulació de freqüència
