Vad är en spänningsstyrd oscillator?

Vad är en spänningsstyrd oscillator?

Definition av spänningsstyrd oscillator

En spänningsstyrd oscillator (VCO) definieras som en oscillator vars utgångsfrekvens styrs av en inmatningsspänning.

Arbetsprincip

VCO-kretsar kan designas med hjälp av många spänningskontrollerade elektroniska komponenter såsom varaktordioder, transistorer, förstärkare etc. Här ska vi diskutera hur en VCO fungerar med förstärkare. Kretsschemat visas nedan.

Utgångsvågen från denna VCO kommer att vara en kvadratvåg. Som vi vet är utgångsfrekvensen relaterad till kontrollspänningen. I denna krets kommer den första förstärkaren att fungera som en integrator. Ett spänningsdelsarrangemang implementeras här.

På grund av detta ges hälften av kontrollspänningen som matas in till den positiva terminalen av förstärkare 1. Samma nivå av spänning hålls vid den negativa terminalen. Detta är för att upprätthålla spänningsfallet över resistorn R1.

När MOSFET:en är påslagen passerar strömmen från resistorn R1 genom MOSFET:en. R2 har hälften av resistansen, samma spänningsfall och dubbelt så mycket ström som R1. Så, den extra strömmen laddar den anslutna kondensatorn. Förstärkare 1 måste ge en gradvis ökande utgångsspänning för att leverera denna ström.

När MOSFET:en är avstängd passerar strömmen från resistorn R1 genom kondensatorn och dechagerar. Utgångsspänningen som erhålls från förstärkare 1 vid denna tidpunkt kommer att sjunka. Som ett resultat genereras en triangulär våg som utgång från förstärkare 1.

Den andra förstärkaren fungerar som en Schmitt-triggare. Den tar den triangulära vågen från den första förstärkaren som indata. Om denna inmatningsvoltage överskrider tröskelnivån kommer utgången från den andra förstärkaren att vara VCC. Om den är under tröskeln blir utgången noll, vilket resulterar i en kvadratvågsutgång.

Ett exempel på en VCO är LM566 IC eller IC 566. Det är faktiskt en åtta-pinsintegrerad krets som kan producera dubbla utgångar - kvadratvåg och triangulär våg. Den interna kretsen visas nedan.

Frekvenskontroll i spänningsstyrd oscillator

Många former av VCO används generellt. De kan vara RC-oscillatorer, multivibratorer, LC- eller kristalloscillatorer. Men om det är en RC-oscillator kommer frekvensen av utgångssignalen att vara omvänt proportionell mot kapacitansen enligt

I fallet med en LC-oscillator kommer frekvensen av utgångssignalen att vara

Så, vi kan säga att när inmatningsvoltage eller kontrollvoltage ökar, minskar kapacitansen. Därför är kontrollvoltage och frekvensen av svängningar direkt proportionella. Det vill säga, när den ena ökar, ökar den andra också.

Figuren ovan representerar den grundläggande funktionen hos en spänningsstyrd oscillator. Här kan vi se att vid nominal kontrollvoltage representerad av VC(nom), fungerar oscillatorn vid sin fria löpande eller normala frekvens, fC(nom).

När kontrollvoltage minskar från nominal voltage, minskar frekvensen också, och när nominal kontrollvoltage ökar, ökar frekvensen också.

Varaktordioder, som är variabla kapacitansdioder tillgängliga i olika intervall, används för att uppnå variabel spänning. I lågfrekvensoscillatorer ändras laddningshastigheten av kondensatorerna med hjälp av en spänningsstyrd strömkälla.

Typer av spänningsstyrd oscillator

• Harmoniska oscillatorer

• Relaxationsoscillatorer

Användningsområden

• Funktionsgenerator

• Fasreglad sluten slinga

• Tongenerator

• Frekvensskiftning

• Frekvensmodulation