Điều gì là Bộ dao động điều khiển bằng điện áp?

Oscillator Điều Khiển Bằng Điện Áp là gì?

Định nghĩa Oscillator Điều Khiển Bằng Điện Áp

Oscillator điều khiển bằng điện áp (VCO) được định nghĩa là một oscillator có tần số đầu ra được kiểm soát bởi điện áp đầu vào.

Nguyên Lý Hoạt Động

Các mạch VCO có thể được thiết kế bằng cách sử dụng nhiều thành phần điện tử điều khiển bằng điện áp như điốt varactor, transistor, Op-amps, v.v. Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận về cách hoạt động của một VCO sử dụng Op-amps. Sơ đồ mạch được hiển thị dưới đây.

Dạng sóng đầu ra của VCO này sẽ là sóng vuông. Như chúng ta biết, tần số đầu ra liên quan đến điện áp điều khiển. Trong mạch này, Op-amp đầu tiên sẽ hoạt động như một bộ tích phân. Mạch chia điện áp được thực hiện ở đây.

Do đó, nửa điện áp điều khiển được đưa vào sẽ được cung cấp cho cực dương của Op-amp 1. Cấp độ điện áp tương tự được duy trì tại cực âm. Điều này nhằm duy trì điện áp giảm qua điện trở R1.

Khi MOSFET ở trạng thái on, dòng điện từ điện trở R1 đi qua MOSFET. R2 có nửa điện trở, cùng điện áp giảm và gấp đôi dòng điện so với R1. Do đó, dòng điện dư thừa sạc tụ điện được kết nối. Op-amp 1 phải cung cấp một điện áp đầu ra tăng dần để cung cấp dòng điện này.

Khi MOSFET ở trạng thái off, dòng điện từ điện trở R1 đi qua tụ điện, được xả. Điện áp đầu ra thu được từ Op-amp 1 tại thời điểm này sẽ giảm. Kết quả là, một dạng sóng tam giác được tạo ra như đầu ra của Op-amp 1.

Op-amp thứ hai hoạt động như một bộ kích Schmitt. Nó lấy dạng sóng tam giác từ Op-amp đầu tiên làm đầu vào. Nếu điện áp đầu vào vượt quá mức ngưỡng, đầu ra của Op-amp thứ hai sẽ là VCC. Nếu nó dưới mức ngưỡng, đầu ra sẽ là không, dẫn đến đầu ra dạng sóng vuông.

Một ví dụ về VCO là IC LM566 hoặc IC 566. Đây thực sự là một mạch tích hợp 8 chân có thể tạo ra hai đầu ra - sóng vuông và sóng tam giác. Mạch nội bộ được thể hiện dưới đây.

Điều Khiển Tần Số trong Oscillator Điều Khiển Bằng Điện Áp

Có nhiều dạng VCO được sử dụng. Nó có thể là loại RC oscillator, đa dao động, LC hoặc loại dao động tinh thể. Tuy nhiên, nếu nó là loại RC oscillator, tần số dao động của tín hiệu đầu ra sẽ tỷ lệ nghịch với điện dung theo công thức

Trong trường hợp của LC oscillator, tần số dao động của tín hiệu đầu ra sẽ là

Do đó, chúng ta có thể nói rằng khi điện áp đầu vào hoặc điện áp điều khiển tăng, điện dung giảm. Do đó, điện áp điều khiển và tần số dao động tỷ lệ thuận. Đó là, khi một tăng, cái kia cũng tăng.

Hình trên đại diện cho cơ bản hoạt động của oscillator điều khiển bằng điện áp. Ở đây, chúng ta có thể thấy rằng tại điện áp điều khiển danh định được biểu diễn bởi VC(nom), oscillator hoạt động ở tần số tự do hoặc bình thường, fC(nom).

Khi điện áp điều khiển giảm từ điện áp danh định, tần số cũng giảm và khi điện áp điều khiển danh định tăng, tần số cũng tăng cao hơn.

Điốt varactor, là các điốt có điện dung biến đổi có sẵn trong nhiều dải, được sử dụng để đạt được điện áp biến đổi. Trong các oscillator tần số thấp, tốc độ sạc tụ điện được thay đổi bằng nguồn dòng điện điều khiển bằng điện áp.

Loại Oscillator Điều Khiển Bằng Điện Áp

• Oscillator Điều Hòa

• Oscillator Thư Giãn

Ứng Dụng

• Bộ tạo tín hiệu

• Vòng lặp khóa pha

• Bộ tạo âm

• Chuyển đổi tần số

• Điều chế tần số