Mis on voltagiga kontrollitav ostsillaator?

Mis on voltagiga juhitav ostsillaator?

Voltagiga juhitava ostsillaatori definitsioon

Voltagiga juhitav ostsillaator (VCO) on defineeritud kui ostsillaator, mille väljundfrekvents kontrollitakse sisendvoltaga.

Tööpõhimõte

VCO-sid saab disainida mitmete voltagiga juhitavate elektrooniliste komponentide abil, näiteks varaktordiodide, tranzistoride, Op-ampide jne. Siin arutame VCO töötamist Op-ampide kasutamisel. Skeem on järgmises joonis.

Selle VCO väljundlaine on ruutlaine. Kui me teame, et väljundfrekvents on seotud juhtimisvoltaga. Selles skeemis toimib esimene Op-amp integreerijana. Kasutatakse voltagajagaja lahendust.

Seetõttu antakse pool sisendvoltaga, mis on andmeena, esimese Op-ampi positiivsele terminalile. Samas tasemel hoitakse ka negatiivsel terminalil. See on vajalik, et säilitada vastuse R1 lõhkuvoltage.

Kui MOSFET on sisse lülitatud, siis R1 vastusest läbiva voolu läbib MOSFET. R2 omab pooliku vastuse, sama lõhkuvoltage ja kaks korda suuremat voolu kui R1. Seega laeb ühendatud kondensaator täiendav vool. Esimene Op-amp peaks pakkuma aeglaselt kasvavat väljundvoltaga, et seda voolu tagada.

Kui MOSFET on välja lülitatud, läbib R1 vastusest läbiva voolu kondensaator, mis laeb end ise. Selle ajal on esimese Op-ampi väljundvoltaga langus. Tulemuseks on kolmnurklane lainekuju esimese Op-ampi väljundina.

Teine Op-amp toimib Schmitt-trigina. See võtab sisendina esimese Op-ampilt kolmnurklase lainekuju. Kui see sisendvoltaga ületab künnise, siis teine Op-ampi väljund on VCC. Kui see on allapoole künnist, siis väljund on null, mis tulemuseks on ruutlainekuju.

VCO näide on LM566 IC või IC 566. See on tegelikult 8-pinnaline integreeritud skeem, mis toodab kaks väljundit - ruutlaine ja kolmnurklane lainekuju. Sisemine skeem on järgmises joonis.

Frekventsijuhtimine voltagiga juhitavas ostsillaatoris

Palju erinevat tüüpi VCOsid kasutatakse tavaliselt. See võib olla RC-oskillaator, multivibrator, LC või kristallioskillaator. Kuid kui see on RC-oskillaator, siis väljundsignaali oskilleerumisfrekvents on vastandproportsionaalne kapatsiitiga nii:

LC-oskillaatori korral on väljundsignaali oskilleerumisfrekvents

Seega, saame öelda, et kui sisendvoltaga või juhtimisvoltaga kasvab, siis kapatsiit väheneb. Seega on juhtimisvoltaga ja oskilleerumisfrekvents otse proportsionaalsed. See tähendab, et kui üks kasvab, siis teine ka kasvab.

Ülaltoodud joonis näitab voltagiga juhitava ostsillaatori põhilist tööpõhimõtet. Siin näeme, et nominalse juhtimisvoltaga VC(nom) töötab ostsillaator oma vaba või normaalfrekventsil fC(nom).

Kui juhtimisvoltaga väheneb nominaalsest voltagast, siis frekvenss ka väheneb ja kui nominaalne juhtimisvoltaga suureneb, siis frekvenss ka suureneb.

Varaktordiodid, mis on muutuvkapatsiitdiodid, on erinevates ulatuses saadaval, kasutatakse muutuva voltaga saavutamiseks. Madalate sagedustega ostsillaatorites muutub kondensaatorite laadimisvõime voltagaga juhitava voolallika abil.

Voltagiga juhitavate ostsillaatorite tüübid

• Harmoonilised ostsillaatorid

• Relaksatsioonioskillaatorid

Rakendused

• Funktsioonigenereator

• Faasisidega tsükliline süsteem

• Toonigenereator

• Sageduseksideering

• Sageduse modulatsioon