Cosa è un oscillatore a controllo di tensione?

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Cos'è un oscillatore controllato in tensione?

Definizione di oscillatore controllato in tensione

Un oscillatore controllato in tensione (VCO) è definito come un oscillatore la cui frequenza di uscita è controllata da una tensione di ingresso.

Principio di funzionamento

I circuiti VCO possono essere progettati utilizzando molti componenti elettronici a controllo di tensione, come diodi varattore, transistor, amplificatori operazionali, ecc. Qui, discuteremo del funzionamento di un VCO utilizzando amplificatori operazionali. Il diagramma del circuito è mostrato di seguito.

L'onda d'uscita di questo VCO sarà una onda quadra. Come sappiamo, la frequenza di uscita è legata alla tensione di controllo. In questo circuito, il primo amplificatore operazionale fungerà da integratore. È implementata qui una disposizione di partizione di tensione.

A causa di ciò, la metà della tensione di controllo fornita come ingresso viene applicata al terminale positivo dell'amplificatore operazionale 1. Lo stesso livello di tensione è mantenuto al terminale negativo. Questo è per mantenere la caduta di tensione attraverso il resistore R1.

Quando il MOSFET è in condizione ON, la corrente che scorre dal resistore R1 passa attraverso il MOSFET. L'R2 ha la metà della resistenza, la stessa caduta di tensione e il doppio della corrente rispetto all'R1. Quindi, la corrente extra carica il condensatore connesso. L'amplificatore operazionale 1 deve fornire una tensione di uscita crescente gradualmente per alimentare questa corrente.

Quando il MOSFET è in condizione OFF, la corrente che scorre dal resistore R1 passa attraverso il condensatore, scaricandolo. La tensione di uscita ottenuta dall'amplificatore operazionale 1 in questo momento sarà in calo. Di conseguenza, viene generata un'onda triangolare come uscita dell'amplificatore operazionale 1.

Il secondo amplificatore operazionale funge da trigger di Schmitt. Prende l'onda triangolare dal primo amplificatore operazionale come ingresso. Se questa tensione di ingresso supera il livello di soglia, l'uscita del secondo amplificatore operazionale sarà VCC. Se è inferiore alla soglia, l'uscita sarà zero, risultando in un'onda quadra di uscita.

Un esempio di VCO è l'IC LM566 o IC 566. È in effetti un circuito integrato a 8 pin che può produrre doppi output - onda quadra e onda triangolare. Il circuito interno è rappresentato di seguito.

Controllo della frequenza nell'oscillatore controllato in tensione

Molte forme di VCO sono generalmente utilizzate. Può essere un oscillatore RC, un multivibratore, un oscillatore LC o un oscillatore a cristallo. Tuttavia, se è un oscillatore RC, la frequenza di oscillazione del segnale di uscita sarà inversamente proporzionale alla capacità come

Nel caso di un oscillatore LC, la frequenza di oscillazione del segnale di uscita sarà

Quindi, possiamo dire che, man mano che aumenta la tensione di ingresso o di controllo, la capacità si riduce. Pertanto, la tensione di controllo e la frequenza delle oscillazioni sono direttamente proporzionali. Cioè, quando una aumenta, l'altra aumenterà.

La figura sopra rappresenta il funzionamento di base dell'oscillatore controllato in tensione. Qui, possiamo vedere che, a una tensione di controllo nominale rappresentata da VC(nom), l'oscillatore funziona alla sua frequenza libera o normale, fC(nom).

Man mano che la tensione di controllo diminuisce dalla tensione nominale, la frequenza diminuisce e, man mano che la tensione di controllo nominale aumenta, la frequenza aumenta.

I diodi varattore, che sono diodi a capacità variabile disponibili in diverse gamme, vengono utilizzati per ottenere una tensione variabile. Negli oscillatori a bassa frequenza, il tasso di carica dei condensatori viene modificato utilizzando una sorgente di corrente controllata in tensione.

Tipi di oscillatore controllato in tensione