Mikä on jännitteellä ohjattu vahvistin?

Mikä on jännitteellä ohjattu virrastin?

Jännitteellä ohjatun virrastimen määritelmä

Jännitteellä ohjattu virrastin (VCO) on virrastin, jonka ulostulon taajuus ohjataan syötteenä olevalla jännityksellä.

Toimintaperiaate

VCO-piireihin voidaan käyttää useita jännitteellä ohjattuja sähkökomponentteja, kuten varaktodiodeja, transistorit, Op-amppeja ym. Tässä keskustelemme VCO:n toiminnasta käyttäen Op-ampieja. Piirikaavio näkyy alla.

Tämän VCO:n ulostuloaallon muoto on neliöaalto. Kuten tiedämme, ulostulotaajuus liittyy ohjausjännitteeseen. Tässä piirissä ensimmäinen Op-amp toimii integrointitehtävässä. Tässä on toteutettu jännitejakokonfiguraatio.

Tämän vuoksi puolet ohjausjännitteestä, joka annetaan syötteenä, annetaan ensimmäisen Op-ampin positiiviseen pinnalle. Saman tason jännite ylläpidetään negatiivisella pinnalla. Tämä on säilyttää vastuksen R1 läpi kulkeva jännitelaskenta.

Kun MOSFET on päällä, virta, joka kulkee R1-vastuksesta, kulkee MOSFET:n läpi. R2:lla on puolet R1:n vastustuksesta, sama jännitelaskenta ja kaksinkertainen virta kuin R1:llä. Joten, ylimääräinen virta lataa kytkettyä kondensaattoria. Ensimmäisen Op-ampin tulisi tuottaa asteittain kasvava ulostulujännite tämän virran tarpeeseen.

Kun MOSFET on pois, virta, joka kulkee R1-vastuksesta, kulkee kondensaattorin läpi, jolloin se purkautuu. Ensimmäisen Op-ampin ulostulujännite tällöin alenee. Tuloksena on kolmiulostulo ensimmäiseltä Op-ampilta.

Toinen Op-amp toimii Schmitt-triggerina. Se ottaa ensimmäiseltä Op-ampilta saadun kolmiulostulon syötteenä. Jos tämä syöttöjännite ylittää kynnysarvon, toisen Op-ampin ulostulo on VCC. Jos se on alle kynnysarvolla, ulostulo on nolla, mikä johtaa neliöulostuloon.

VCO:n esimerkki on LM566 IC tai IC 566. Se on itse asiassa 8-pininen integroitu piiri, joka voi tuottaa kaksi ulostuloa - neliöaalto ja kolmiaalto. Sisäinen piiri on esitetty alla.

Taajuuden ohjaus jännitteellä ohjatussa virrastimessa

Useita VCO-muotoja käytetään yleisesti. Ne voivat olla RC-virrastimia, multivibratoripiirejä, LC-virrastimia tai kristallivirrastimia. Jos se on RC-virrastin muotoinen, ulostulonsignaalin virrastintaajuus on käänteisesti verrannollinen kapasitanssiin seuraavasti:

LC-virrastin tapauksessa ulostulonsignaalin virrastintaajuus on

Voimme siis sanoa, että kun syöttöjännite tai ohjausjännite kasvaa, kapasitanssi vähenee. Siksi, ohjausjännite ja virrastintaajuus ovat suoraan verrannollisia. Kun toinen kasvaa, toinen myös kasvaa.

Yllä oleva kuva edustaa jännitteellä ohjatun virrastimen perustoimintaa. Tässä näemme, että nominääliohjausjännitteellä VC(nom) virrastin toimii sen vapaa-juoksun tai normaali-taajuudella, fC(nom).

Kun ohjausjännite laskee nominäälijännitteen alapuolelle, taajuuskin laskee, ja kun nominääliohjausjännite kasvaa, taajuus myös kasvaa.

Varactor-diodit, jotka ovat eri kapasitanssialueissa saatavilla olevia muuttuvakapasitanssidiodeja, käytetään muuttuvan jännitteen saavuttamiseen. Matalataajuisten virrastimien käsittelyssä kondensaattorien lataussuhdet muutetaan jännitteellä ohjetulla virranlähteellä.

Jännitteellä ohjatun virrastimen tyypit

• Harmoniset virrastimet

• Relaxation-virrastimet

Sovellukset

• Funktio generaattori

• Phaselocked loop

• Äänitasogeneraattori

• Taajuuskuvaus

• Taajuusmodulaatio