Qu'est-ce qu'un oscillateur à commande de tension ?
Définition de l'oscillateur à commande de tension
Un oscillateur à commande de tension (VCO) est défini comme un oscillateur dont la fréquence de sortie est contrôlée par une tension d'entrée.
Principe de fonctionnement
Les circuits VCO peuvent être conçus à l'aide de nombreux composants électroniques à commande de tension tels que les diodes varicap, les transistors, les amplificateurs opérationnels, etc. Ici, nous allons discuter du fonctionnement d'un VCO utilisant des amplificateurs opérationnels. Le schéma du circuit est montré ci-dessous.
La forme d'onde de sortie de ce VCO sera une onde carrée. Comme nous le savons, la fréquence de sortie est liée à la tension de commande. Dans ce circuit, le premier amplificateur opérationnel fonctionnera en tant qu'intégrateur. Un arrangement de diviseur de tension est mis en œuvre ici.
En raison de cela, la moitié de la tension de commande donnée en entrée est appliquée au terminal positif de l'amplificateur opérationnel 1. Le même niveau de tension est maintenu au terminal négatif. Cela permet de maintenir la chute de tension sur la résistance R1.

Lorsque le MOSFET est en état de marche, le courant passant par la résistance R1 traverse le MOSFET. La R2 a une résistance deux fois plus faible, la même chute de tension et un courant deux fois plus élevé que celui de R1. Ainsi, le courant supplémentaire charge le condensateur connecté. L'amplificateur opérationnel 1 doit fournir une tension de sortie croissante pour alimenter ce courant.
Lorsque le MOSFET est en état d'arrêt, le courant passant par la résistance R1 traverse le condensateur, qui se décharge. La tension de sortie obtenue de l'amplificateur opérationnel 1 à ce moment-là sera en diminution. En conséquence, une forme d'onde triangulaire est générée en sortie de l'amplificateur opérationnel 1.
Le second amplificateur opérationnel fonctionne comme un déclencheur de Schmitt. Il prend la forme d'onde triangulaire du premier amplificateur opérationnel en entrée. Si cette tension d'entrée dépasse le seuil, la sortie du second amplificateur opérationnel sera VCC. Si elle est en dessous du seuil, la sortie sera zéro, produisant ainsi une forme d'onde carrée en sortie.
Un exemple de VCO est l'IC LM566 ou l'IC 566. Il s'agit en fait d'un circuit intégré à 8 broches qui peut produire des sorties doubles - ondes carrées et triangulaires. Le circuit interne est représenté ci-dessous.

Contrôle de fréquence dans l'oscillateur à commande de tension
De nombreuses formes de VCO sont généralement utilisées. Il peut s'agir d'un oscillateur RC, d'un multivibrateur, d'un oscillateur LC ou d'un oscillateur à quartz. Cependant, s'il s'agit d'un oscillateur RC, la fréquence d'oscillation du signal de sortie sera inversement proportionnelle à la capacité, comme suit :

Dans le cas d'un oscillateur LC, la fréquence d'oscillation du signal de sortie sera :
On peut donc dire que lorsque la tension d'entrée ou la tension de commande augmente, la capacité diminue. Par conséquent, la tension de commande et la fréquence des oscillations sont directement proportionnelles. C'est-à-dire, lorsque l'une augmente, l'autre augmente également.

La figure ci-dessus représente le fonctionnement de base de l'oscillateur à commande de tension. On peut voir ici que, à la tension de commande nominale représentée par VC(nom), l'oscillateur fonctionne à sa fréquence de course libre ou normale, fC(nom).
Lorsque la tension de commande diminue par rapport à la tension nominale, la fréquence diminue également, et lorsque la tension de commande nominale augmente, la fréquence augmente également.
Les diodes varicap, qui sont des diodes à capacité variable disponibles dans différentes gammes, sont utilisées pour obtenir une tension variable. Dans les oscillateurs de basse fréquence, le taux de charge des condensateurs est modifié à l'aide d'une source de courant à commande de tension.
Types d'oscillateurs à commande de tension
Oscillateurs harmoniques
Oscillateurs de relaxation
Applications
Générateur de fonctions
Boucle à verrouillage de phase
Générateur de tonalité
Modulation de déplacement de fréquence
Modulation de fréquence