Hvad er en spændingstyrret oscillator?

Hvad er en spændingsstyrret oscillator?

Definition af spændingsstyrret oscillator

En spændingsstyrret oscillator (VCO) defineres som en oscillator, hvis udgangsfrekvens styres af en indgående spænding.

Arbejdssætning

VCO-kredsløb kan designes ved hjælp af mange spændingsstyrte elektroniske komponenter såsom varaktordioder, transistorer, Op-amps osv. Her vil vi diskutere arbejdet med en VCO ved hjælp af Op-amps. Kredsløbsdiagrammet vises nedenfor.

Denne VCO's udgangsform vil være en firkantbølge. Som vi ved, er udgangsfrekvensen relateret til styringspændingen. I dette kredsløb fungerer den første Op-amp som en integrator. Spændingsdelerarrangementet er implementeret her.

Derfor gives halvdelen af den styringspænding, der gives som input, til den positive terminal på Op-amp 1. Samme spændningsniveau opretholdes på den negative terminal. Dette er for at fastholde spændingsfaldet over motstanden R1.

Når MOSFET'en er tændt, passerer strømmen fra R1-motstanden gennem MOSFET'en. R2 har halvdelen af resistansen, samme spændingsfald og dobbelt så stor strøm som R1. Derfor oplader den ekstra strøm den forbundne kapacitor. Op-amp 1 skal give en gradvis stigende udgangsspænding for at levere denne strøm.

Når MOSFET'en er slukket, passerer strømmen fra R1-motstanden gennem kapacitoren, og den bliver udladt. Udgangsspændingen, der fås fra Op-amp 1 i dette tilfælde, vil falde. Derved dannes en trekantbølge som udgang fra Op-amp 1.

Den anden Op-amp fungerer som en Schmitt-trigger. Den tager den trekantbølge fra den første Op-amp som input. Hvis denne indgangsspænding overstiger terskelniveauet, vil udgangen fra den anden Op-amp være VCC. Hvis den er under tersklen, vil udgangen være nul, hvilket resulterer i en firkantbølgeudgang.

Et eksempel på en VCO er LM566 IC eller IC 566. Det er faktisk en 8-pin-integreret kredsløb, der kan producere to udgange - en firkantbølge og en trekantbølge. Det interne kredsløb er vist nedenfor.

Frekvenskontrol i spændingsstyrret oscillator

Mange former for VCO'er bruges generelt. Det kan være RC-oscillatorer, multivibratortyper, LC- eller kristaloscillatorer. Dog, hvis det er en RC-oscillator, vil oscillationsfrekvensen af udgangssignalet være omvendt proportional med kapacitancen som

I tilfældet af en LC-oscillator, vil oscillationsfrekvensen af udgangssignalet være

Så, vi kan sige, at når indgangsspændingen eller styringspændingen stiger, reduceres kapacitancen. Derfor er styringspændingen og frekvensen af oscillationerne direkte proportionale. Det betyder, at når den ene stiger, vil den anden også stige.

Figuren ovenfor repræsenterer den grundlæggende funktion af en spændingsstyrret oscillator. Her kan vi se, at ved nominel styringspænding, VC(nom), arbejder oscillatoren ved sin frie løbende eller normale frekvens, fC(nom).

Når styringspændingen falder fra den nominelle pænding, falder frekvensen også, og når den nominelle styringspænding stiger, stiger frekvensen også.

Varaktordioder, som er variabel kapacitancedioder, findes i forskellige rækker, og de bruges til at opnå variabel spænding. I lavfrekvensoscillatorer ændres opladningshastigheden af kapacitorerne ved hjælp af en spændingsstyret strømkilde.

Typer af spændingsstyrret oscillator

• Harmoniske oscillatorer

• Relaxationsoscillatorer

Anvendelser

• Funktionsgenerator

• Phasestyrret løkke

• Tonegenerator

• Frekvensskiftkodering

• Frekvensmodulation