वोल्टेज नियंत्रित दोलक क्या है?

वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर क्या है?

वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर की परिभाषा

वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर (VCO) को एक ऑसिलेटर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसकी आउटपुट आवृत्ति इनपुट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है।

कार्य सिद्धांत

VCO सर्किट को वोल्टेज कंट्रोल इलेक्ट्रॉनिक कम्पोनेंट्स जैसे वेराक्टर डायोड, ट्रांजिस्टर, ओप-एम्प्स आदि के माध्यम से डिजाइन किया जा सकता है। यहाँ, हम ओप-एम्प्स का उपयोग करके VCO के काम के बारे में चर्चा करने जा रहे हैं। सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है।

इस VCO का आउटपुट वेवफॉर्म वर्ग तरंग होगा। जैसा कि हम जानते हैं, आउटपुट आवृत्ति नियंत्रण वोल्टेज से संबंधित है। इस सर्किट में पहला ओप-एम्प इंटीग्रेटर के रूप में कार्य करेगा। यहाँ वोल्टेज डिवाइडर व्यवस्था लागू की गई है। 

इसके कारण, नियंत्रण वोल्टेज का आधा, जो इनपुट के रूप में दिया जाता है, ओप-एम्प 1 के सकारात्मक टर्मिनल पर दिया जाता है। उसी स्तर की वोल्टेज नकारात्मक टर्मिनल पर बनाई जाती है। यह R1 रेजिस्टर पर वोल्टेज ड्रॉप को बनाए रखने के लिए है।

जब MOSFET ऑन स्थिति में होता है, तो R1 रेजिस्टर से प्रवाहित होने वाली धारा MOSFET से गुजरती है। R2 का प्रतिरोध R1 का आधा, वही वोल्टेज ड्रॉप और दोगुनी धारा होती है। इसलिए, अतिरिक्त धारा जुड़े कैपेसिटर को चार्ज करती है। ओप-एम्प 1 को इस धारा को फ़र्निश करने के लिए धीरे-धीरे बढ़ते आउटपुट वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

जब MOSFET ऑफ स्थिति में होता है, तो R1 रेजिस्टर से प्रवाहित होने वाली धारा कैपेसिटर से गुजरती है, जो डिस्चार्ज होती है। ओप-एम्प 1 से इस समय प्राप्त आउटपुट वोल्टेज घटने वाली होगी। इस परिणामस्वरूप, ओप-एम्प 1 का आउटपुट एक त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न होती है।

दूसरा ओप-एम्प श्मिट ट्रिगर के रूप में कार्य करता है। यह पहले ओप-एम्प से त्रिकोणीय तरंग को इनपुट के रूप में लेता है। यदि यह इनपुट वोल्टेज थ्रेशहोल्ड से ऊपर हो, तो दूसरे ओप-एम्प का आउटपुट VCC होगा। यदि यह थ्रेशहोल्ड से नीचे हो, तो आउटपुट शून्य होगा, जिससे वर्ग तरंग आउटपुट प्राप्त होता है।

VCO का एक उदाहरण LM566 IC या IC 566 है। यह वास्तव में एक 8 पिन इंटीग्रेटेड सर्किट है जो दो आउटपुट-वर्ग तरंग और त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न कर सकता है। आंतरिक सर्किट नीचे दिखाया गया है।

वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर में आवृत्ति नियंत्रण

विभिन्न प्रकार के VCOs सामान्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। यह RC ऑसिलेटर या मल्टीवाइब्रेटर प्रकार का हो सकता है या LC या क्रिस्टल ऑसिलेटर प्रकार का। हालांकि; यदि यह RC ऑसिलेटर प्रकार का है, तो आउटपुट सिग्नल की दोलन आवृत्ति क्षमता के विपरीत अनुपात में होगी

LC ऑसिलेटर के मामले में, आउटपुट सिग्नल की दोलन आवृत्ति होगी

इसलिए, हम कह सकते हैं कि जैसे-जैसे इनपुट वोल्टेज या नियंत्रण वोल्टेज बढ़ता है, क्षमता कम होती जाती है। इसलिए, नियंत्रण वोल्टेज और दोलन आवृत्तियाँ सीधे आनुपातिक हैं। अर्थात, जब एक बढ़ता है, तो दूसरा भी बढ़ता है।

ऊपर दिखाया गया आरेख वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर का मूल कार्य दर्शाता है। यहाँ, हम देख सकते हैं कि नामित नियंत्रण वोल्टेज VC(nom) पर, ऑसिलेटर अपनी मुक्त चलन या सामान्य आवृत्ति fC(nom) पर काम करता है। 

जैसे-जैसे नियंत्रण वोल्टेज नामित वोल्टेज से कम होता है, आवृत्ति भी कम होती है और जैसे-जैसे नामित नियंत्रण वोल्टेज बढ़ता है, आवृत्ति भी बढ़ती है।

वेराक्टर डायोड, जो विभिन्न परिसर में उपलब्ध चर क्षमता डायोड हैं, चर वोल्टेज प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। निम्न आवृत्ति ऑसिलेटर में, कैपेसिटर्स की चार्जिंग दर वोल्टेज कंट्रोल धारा स्रोत का उपयोग करके बदली जाती है।

वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर के प्रकार

• हार्मोनिक ऑसिलेटर

• रिलैक्सेशन ऑसिलेटर

अनुप्रयोग

• फंक्शन जनरेटर

• फेज लॉक्ड लूप

• टोन जनरेटर

• फ्रीक्वेंसी-शिफ्ट कीयिंग

• फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन