Milyen a feszültségvezérelt oszcillátor?

Mi az Igenyáram-kontrollált Oszcillátor?

Igenyáram-kontrollált Oszcillátor Definíciója

Az igenyáram-kontrollált oszcillátor (VCO) olyan oszcillátort jelent, amelynek kimeneti frekvenciáját egy bemeneti igenyáram vezérli.

Működési Elv

A VCO áramkörök számos igenyáram-kontrollált elektronikus alkatrészek, mint például a varaktor diódák, tranzisztorok, Op-amp-ek stb. segítségével tervezhetők. Itt azt fogjuk megnézni, hogyan működik egy Op-amp-ekkel készített VCO. Az áramkör diagramja a következő.

Ez a VCO négyzet alakú hullámot ad ki. Ahogy tudjuk, a kimeneti frekvencia kapcsolódik a kontrolligenyárathoz. Ebben az áramkörben az első Op-amp integrálóként működik. A feszültségosztó elrendezést használjuk itt.

Ezért a kontrolligenyártnak felét adjuk be az Op-amp 1 pozitív terminálján. Ugyanez a feszültségszint fenntartásra kerül a negatív terminálban. Ez a R1 ellenállón lévő feszültségcsökkenés fenntartása érdekében történik.

Amikor a MOSFET bekapcsolva van, az R1 ellenállón áthaladó áram áthalad a MOSFET-en. Az R2 fele annyi ellenállással rendelkezik, ugyanolyan feszültségcsökkenéssel és kétszer akkora árral, mint az R1. Így a további áram feltölti a csatlakoztatott kondenzátort. Az Op-amp 1 egyre növekvő kimeneti feszültséget kell, hogy biztosítson ezen áram ellátásához.

Amikor a MOSFET kikapcsolva van, az R1 ellenállón áthaladó áram áthalad a kondenzátoron, ami lemered. Az Op-amp 1 kimeneti feszültsége ekkor csökken. Erre a módon egy háromszög alakú hullám keletkezik az Op-amp 1 kimenetén.

A második Op-amp Schmitt-triggerként működik. Felveszi az első Op-amp kimeneti háromszög alakú hullámát. Ha ez a bemeneti feszültség meghaladja a küszöbfeszültséget, a második Op-amp kimenete VCC lesz. Ha alá esik a küszöbfeszültségnél, a kimenet nulla lesz, ami négyzet alakú hullámot eredményez.

A VCO példája az LM566 IC vagy az IC 566. Ez valójában egy 8-pinos integrált áramkör, amely két kimenetet képes előállítani - négyzet alakú és háromszög alakú hullámot. A belső áramkör a következőképpen látható.

Frekvencia Kontrollja az Igenyáram-kontrollált Oszcillátorban

Számos formájú VCO-t használnak. RC oszcillátor, multivibrator, LC vagy kristályoszcillátor típusú lehet. Ha azonban RC oszcillátor, a kimeneti jel rezgési frekvenciája fordítottan arányos a kapacitánsal, mint

Az LC oszcillátor esetében a kimeneti jel rezgési frekvenciája

Tehát azt mondhatjuk, hogy ahogy a bemeneti feszültség vagy kontrollfeszültség növekszik, a kapacitáns csökken. Így a kontrollfeszültség és a rezgések frekvenciája között közvetlen arányosság áll fenn. Azaz, amikor az egyik növekszik, a másik is növekszik.

A fenti ábra az igenyáram-kontrollált oszcillátor alapműködését mutatja. Látható, hogy a nominális kontrollfeszültségnél, amit VC(nom)-mal jelölünk, az oszcillátor a szabad futású vagy normális frekvencián, fC(nom)-n működik. 

Ahogy a kontrollfeszültség csökken a nominális feszültségtől, a frekvencia is csökken, és ahogy a nominális kontrollfeszültség növekszik, a frekvencia is nő.

A változó kapacitású varaktor diódákat, amelyek különböző tartományokban érhetők el, használják a változó feszültség elérésére. Alacsonyfrekvenciós oszcillátorokban a kondenzátorok töltése egy feszültség-kontrollált áramforrás segítségével változik.

Igenyáram-kontrollált Oszcillátor Típusai

• Harmonikus Oszcillátorok

• Relaxációs Oszcillátorok

Alkalmazások

• Függvénygenerátor

• Fázis-zárt hurok

• Hanggenerátor

• Frekvenciaeltolású kulcsszabályzás

• Frekvencia moduláció