Oscillator nga Gi-control sa Voltage | VCO

Electrical4u

Larangan: Basic Electrical Basikong Elektikal

China

Ano ang Voltage Controlled Oscillator

Voltage controlled oscillator (VCO), gikan sa ngalan mismo, maoy malinaw nga ang output instantaneous frequency sa oscillator gitumong pinaagi sa input voltage. Kini usa ka klase sa oscillator nga makaprodukto og output signal frequency sa dako nga range (kaunti Hertz-hundreds of Giga Hertz) depende sa input DC voltage nga ibutang nito.

Frequency Control in Voltage Controlled Oscillator

Ang daghang mga anyo sa VCOs kasagaran gigamit. Mahimong RC oscillator o multi vibrator type o LC o crystal oscillator type. Pero; kung adunay RC oscillator type, ang oscillation frequency sa output signal magdugay inversely proportional sa capacitance as

Sa kaso sa LC oscillator, ang oscillation frequency sa output signal magdugay
Kini mao nga mahimo nato magsulti nga samtang ang input voltage o control voltage magdugay taas, ang capacitance magdugay baba. Hinumdumi, ang control voltage ug frequency sa oscillations directly proportional. Bisag unsa ang motaas, ang uban usab motaas.
voltage controlled oscillator

Ang figure sa itaas nagpakita sa basic working sa voltage controlled oscillator. Ania, makita nato nga samtang nominal control voltage representado pinaagi sa VC(nom), ang oscillator mogana sa iyang free running o normal frequency, fC(nom). Sama sa control voltage magdugay baba gikan sa nominal voltage, ang frequency usab magdugay baba ug sama sa nominal control voltage motaas, ang frequency usab motaas.
Ang varactors diodes nga variable capacitance diodes (available in different capacitance range) gipatuman aron makakuha niining variable voltage. Para sa low frequency oscillators, ang charging rate sa capacitors ginalihok pinaagi sa voltage controlled current source aron makakuha niining variable voltage.

Types of Voltage Controlled Oscillator

Ang VCOs mahimong ikategorya batas sa output waveform:

Harmonic Oscillators
Relaxation Oscillators

Harmonic Oscillators

Ang output waveform nga giproduktso sa harmonic oscillators sinusoidal. Kini mao ang linear voltage controlled oscillator. Ang mga ehempiyo mao ang LC ug Crystal oscillators. Ania, ang capacitance sa varactor diode ginalihok pinaagi sa voltage nga across the diode. Kini nagresulta sa pagbag-o sa capacitance sa LC circuit. Hinumdumi, ang output frequency magdugay bag-o. Ang mga advantage mao ang frequency stability sa reference sa power supply, noise ug temperature, Accuracy sa control sa frequency. Ang main drawback mao kini nga klase sa oscillators dili mas implementar effortless sa monolithic ICs.

Relaxation Oscillators

Ang output waveform nga giproduktso sa harmonic oscillators saw tooth. Kini nga klase mahimo maghatag og large range sa frequency pinaagi sa reduced quantity sa components. Mainly mahimo kini gamiton sa monolithic ICs. Ang relaxation oscillators mahimo maghatag sa sumala nga topologies:

Delay-based ring VCOs
Grounded capacitor VCOs
Emitter-Coupled VCOs

Ania; sa delay-based ring VCOs, ang gain stages gilihok isip usa ka ring form. Sa ngalan mismo, ang frequency related sa delay sa every single stage. Ang second ug third type VCOs molihok almost similarly. Ang time period taken sa every stage directly related sa charging ug discharging time sa capacitor.

Working Principle of Voltage Controlled Oscillator (VCO)

VCO circuits mahimo igdesign pinaagi sa daghang voltage control electronic components sama sa varactor diodes, transistors, Op-amps etc. Ania, kami mosulti bahin sa working sa VCO using Op-amps. Ang circuit diagram gipakita sa itaas.
working principle of voltage controlled oscillator
Ang output waveform sa VCO niini square wave. Samtang alam nato ang output frequency related sa control voltage. Sa circuit niini ang unang Op-amp will function isip integrator. Ang voltage divider arrangement gipatuman ania. Sa resulta, ang half sa control voltage nga ibutang isip input giibutang sa positive terminal sa Op-amp 1. Ang same level sa voltage maintain sa negative terminal. Kini para sustain ang voltage drop across the resistor, R1 as half of the control voltage.
Sama ang MOSFET adunay on condition, ang current flowing from the R1 resistor passes through the MOSFET. The R2 have half the resistance, same voltage drop and twice the current as that of R1. So, the extra current charges the connected capacitor. The Op-amp 1 should provide a gradually increasing output voltage to supply this current.
Sama ang MOSFET adunay off condition, ang current flowing from the R1resistor passes through the capacitor, get discharged. The output voltage obtained from the Op-amp 1 at this time will be falling. As a result, a triangular waveform is generated as the output of Op-amp 1.
The Op-amp 2 will operate as Schmitt trigger. The input to this Op-amp is triangular wave which is the output of the Op-amp 1. If the input voltage is higher than the threshold level, the output from the Op-amp 2 will be VCC. If the input voltage is less than the threshold level, the output from the Op-amp 2 will be zero. Therefore, the output of the Op-amp 2 will be square wave.
Example of VCO is LM566 IC or IC 566. It is in fact an 8 pin integrated circuit which can produce double outputs-square wave and triangular wave. The internal circuit is represented below.