Šta je generator upravljanja naponom?

Šta je generator kontrolisan naponom?

Definicija generatora kontrolisanog naponom

Generator kontrolisan naponom (VCO) definisan je kao generator čija izlazna frekvencija se kontroli ulaznim naponom.

Princip rada

Kola VCO mogu biti dizajnirane pomoću mnogo elektronskih komponenti za kontrolu napona, poput varikap dioda, tranzistora, operativnih pojačavača itd. Ovde ćemo raspraviti o radu VCO-a koristeći operativne pojačavače. Slika kola je prikazana ispod.

Izlazni talas ovog VCO-a biće kvadratni talas. Kao što znamo, izlazna frekvencija je vezana za kontrolni napon. U ovoj šemi, prvi operativni pojačavač će funkcioniši kao integrator. Implementiran je deo sa deljenjem napona. 

Zbog toga, polovina kontrolnog napona koji se daje kao ulaz daje se pozitivnom terminalu prvog operativnog pojačavača. Ista razina napona se održava na negativnom terminalu. To je da bi se održao pad napona preko otpornika R1.

Kada je MOSFET uključen, struja koja teče kroz otpornik R1 prođe kroz MOSFET. R2 ima polovinu otpora, isti pad napona i dvostruko više struje od R1. Dakle, dodatna struja nabavlja spojeni kondenzator. Prvi operativni pojačavač treba da pruži postepeno rastući izlazni napon kako bi obezbedio ovu struju.

Kada je MOSFET isključen, struja koja teče kroz otpornik R1 prođe kroz kondenzator, gubi se. Izlazni napon koji se dobija iz prvog operativnog pojačavača u tom trenutku će opadati. Kao rezultat, generiše se trokutasti talas kao izlaz prvog operativnog pojačavača.

Drugi operativni pojačavač funkcioniše kao Schmittova zaprskalica. On uzima trokutasti talas iz prvog operativnog pojačavača kao ulaz. Ako ovaj ulazni napon premaši prag, izlaz drugog operativnog pojačavača će biti VCC. Ako je ispod praga, izlaz će biti nula, što rezultira kvadratnim talasom na izlazu.

Primer VCO-a je LM566 IC ili IC 566. To je zapravo osmo-nogi integrirani kola koji može proizvesti dva izlaza - kvadratni i trokutasti talas. Unutrašnja šema je prikazana ispod.

Kontrola frekvencije u generatoru kontrolisanom naponom

Mnoge forme VCO-a se obično koriste. Mogu biti RC oscilatori, multivibratori, LC ili kristalni oscilatori. Međutim, ako su RC oscilatori, frekvencija oscilacije izlaznog signala će biti obrnuto proporcionalna kapacitetu kao

U slučaju LC oscilatora, frekvencija oscilacije izlaznog signala će biti

Možemo reći da kako raste ulazni napon ili kontrolni napon, kapacitet se smanjuje. Stoga, kontrolni napon i frekvencija oscilacija su direktno proporcionalni. To znači, kada jedan raste, drugi će takođe rasti.

Gore prikazana slika predstavlja osnovni rad generatora kontrolisanog naponom. Ovdje možemo vidjeti da na nominalnom kontrolnom naponu VC(nom), generator radi na svojoj slobodnoj ili normalnoj frekvenciji fC(nom). 

Kako kontrolni napon pada ispod nominalnog, frekvencija takođe pada, a kako nominalni kontrolni napon raste, frekvencija takođe raste.

Varikap diode, koje su diode promenljive kapacitance dostupne u različitim opsegu, koriste se za ostvarivanje promenljivog napona. U niskofrekventnim oscilatorima, brzina nabavljanja kondenzatora se menja korišćenjem izvora struje kontrolisanog naponom.

Tipovi generatora kontrolisanih naponom

• Harmonijski oscilatori

• Relaksacijski oscilatori

Primene

• Generator funkcija

• Zaključana petlja fazom

• Generator tonova

• Modulacija pomerenim ključem

• Frekvencijska modulacija