Що таке генератор змінного струму, керований напругою?

Що таке генератор зі змінною частотою?

Визначення генератора зі змінною частотою

Генератор зі змінною частотою (VCO) визначається як генератор, чиїй вихідній частоті керує вхідне напруга.

Принцип роботи

Схеми VCO можна проектувати за допомогою багатьох електронних компонентів, що контролюються напругою, таких як варактори, транзистори, операційні підсилювачі тощо. Тут ми будемо обговорювати принцип роботи VCO, що використовує операційні підсилювачі. Схема представлена нижче.

Вихідна форма сигналу цього VCO буде прямокутною. Як ми знаємо, вихідна частота пов'язана з керуючим напругою. У цій схемі перший операційний підсилювач буде функціонувати як інтегратор. Тут реалізована схема дільника напруги.

З цієї причини, половина керуючої напруги, поданої на вхід, подається на позитивний вхід операційного підсилювача 1. Такий самий рівень напруги підтримується на негативному вході. Це для підтримки напруги на резисторі R1.

Коли МОП-транзистор увімкнений, струм, що проходить через резистор R1, проходить через МОП-транзистор. R2 має половину опору, такий самий спад напруги і удвічі більший струм, ніж R1. Тому, додатковий струм заряджує приєднаний конденсатор. Операційний підсилювач 1 повинен забезпечити поступове збільшення вихідної напруги, щоб забезпечити цей струм.

Коли МОП-транзистор вимкнений, струм, що проходить через резистор R1, проходить через конденсатор, розряджаючи його. Вихідна напруга, отримана від операційного підсилювача 1, в цей час буде спадати. В результаті, генерується трикутна форма сигналу на виході операційного підсилювача 1.

Другий операційний підсилювач функціонує як тригер Шміта. Він приймає трикутну форму сигналу від першого операційного підсилювача як вхід. Якщо ця вхідна напруга перевищує пороговий рівень, вихід другого операційного підсилювача буде VCC. Якщо вона нижче порогу, вихід буде нуль, що призведе до прямокутної форми сигналу на виході.

Прикладом VCO є інтегральна схема LM566 або IC 566. Це, насправді, 8-пінна інтегральна схема, яка може генерувати дві виходи - прямокутну і трикутну форму сигналу. Внутрішня схема представлена нижче.

Керування частотою в генераторі зі змінною частотою

Багато видів VCO загально використовуються. Вони можуть бути RC-генераторами, мультивібраторами, LC-генераторами або кристалічними генераторами. Однак, якщо це RC-генератор, коливання вихідного сигналу будуть обернено пропорційні до ємності, як

У випадку LC-генератора, коливання вихідного сигналу будуть

Тому, ми можемо сказати, що зі зростанням вхідної напруги або керуючої напруги, ємність зменшується. Отже, керуюча напруга і частота коливань прямо пропорційні. Тобто, коли одна збільшується, інша теж збільшується.

Рисунок вище представляє основний принцип роботи генератора зі змінною частотою. Тут ми бачимо, що при номінальній керуючій напрузі, представленій VC(nom), генератор працює на своїй вільній або нормальній частоті, fC(nom).

Якщо керуюча напруга зменшується від номінальної, частота також зменшується, і якщо номінальна керуюча напруга збільшується, частота також збільшується.

Варактори, які є діодами зі змінною ємністю, доступні в різних діапазонах, використовуються для досягнення змінної напруги. У низькочастотних генераторах швидкість зарядження конденсаторів змінюється за допомогою струмового джерела, керованого напругою.

Типи генераторів зі змінною частотою

• Гармонічні генератори

• Релаксаційні генератори

Застосування

• Функціональний генератор

• Фазозамкнута петля

• Генератор тонів

• Частотна маніпуляція

• Частотна модуляція