Tensigita regula oscillilo | VCO

Tensilkontrolita osiilo (VCO), el la nomo mem klare ke la momenta frekvenco de la osiilo estas kontrolata per la eniga tensio. Ĝi estas speco de osiilo kiu povas produkti signalan frekvencon en granda amplekso (kelkaj Hertzoj - centoj da Gigahertzoj) depende de la enigita DC tensio donita al ĝi.

Kontrolo de Frekvenco en Tensilkontrolita Osiilo

Multaj formoj de VCOs estas ĝenerale uzitaj. Ĝi povas esti RC-osciilo aŭ multivibrato tipo aŭ LC aŭ kristala osiilo tipo. Tamen; se ĝi estas de RC-osciilo tipo, la oscilada frekvenco de la eliga signalo estos inverse proporcia al kapaciteco kiel

En la okazo de LC-osciilo, la oscilada frekvenco de la eliga signalo estos
Do, ni povas diri ke kiam la eniga tensio aŭ kontrola tensio pligrandiĝas, la kapaciteco malpligrandiĝas. Tial, la kontrola tensio kaj la frekvenco de oscilado estas direktproporcian. Tio estas, kiam unu pligrandiĝas, la alia ankaŭ pligrandiĝos.

La figuro supre prezentas la bazan funkciadon de tensilkontrolita osiilo. Ĉi tie, ni povas vidi ke je nominala kontrola tensio reprezentita per VC(nom), la osiilo funkcias je sia libera kuranta aŭ normala frekvenco, fC(nom). Kiam la kontrola tensio malkreskas de la nominala tensio, la frekvenco ankaŭ malkreskas kaj kiam la nominala kontrola tensio pligrandiĝas, la frekvenco ankaŭ pligrandiĝas.
La varikapdiodoj kiuj estas variabla kapaciteca diodoj (haveblaj en diversa kapaciteca amplekso) estas realigitaj por ricevi tiun variablan tension. Por malaltfrekvencaj osiiloj, la ŝarĝadrapideco de kapacitoroj estas ŝanĝita per tensilkontrolita ŝarĝfluofonto por ricevi la variablan tension.

Specoj de Tensilkontrolita Osiilo

La VCOs povas esti kategorizitaj surbaze de la eliga ondoformo:

• Armonaj Osiiloj

• Relaksaj Osiiloj

Armonaj Osiiloj

La eliga ondoformo produktita de armonaj osiiloj estas sinusoida. Ĉi tio ofte estas referita kiel lineara tensilkontrolita osiilo. Ekzemploj estas LC kaj Kristalaj osiiloj. Ĉi tie, la kapaciteco de la varikapdiodo estas varias per la tensio kiu estas trans la diodo. Ĉi tio en turnas ŝanĝas la kapacitecon de la LC-cirkvito. Tial, la eliga frekvenco ŝanĝiĝos. Avantaĝoj estas frekvenca stabileco kun referenco al energia fonto, bruajo kaj temperaturo, precizeco en kontrolo de frekvenco. La ĉefa malavantaĝo estas ke ĉi tiaj osiiloj ne povas esti facile realigitaj sur monolitaj ICs.

Relaksaj Osiiloj

La eliga ondoformo produktita de harmonaj osiiloj estas denta. Ĉi tia speco povas doni grandan amplekson de frekvenco uzante malgrandan kvanton de komponantoj. Ĉefe ĝi povas esti uzata en monolitaj ICs. La relaksaj osiiloj povas havi la jenajn topologiojn:

• Dela-bazitaj ringaj VCOs

• Grundigitaj kapacitoraj VCOs

• Emiter-kunligitaj VCOs

Ĉi tie; en dela-bazitaj ringaj VCOs, la guvanstadioj estas ligitaj kune en ringforma maniero. Kiel la nomo implicitas, la frekvenco rilatas al la delo en ĉiu sola stadio. La dua kaj tria tipo de VCOs funkcias preskaŭ simile. La tempo prenita en ĉiu stadio estas direktproporcia al la ŝarĝadaj kaj malŝarĝadaj tempoj de kapacitoro.

Funkciado de Tensilkontrolita Osiilo (VCO)

VCO cirkvitoj povas esti dizajnitaj per uzo de multaj tensilkontrolaj elektronikaj komponantoj kiel varikapdiodoj, transistoroj, Operaciaj amplifikiiloj etc. Ĉi tie, ni diskutos pri la funkciado de VCO uzante Operaciajn Amplifikiilojn. La cirkvitoskemo estas montrita sube.

La eliga ondoformo de ĉi tiu VCO estos kvadrata ondo. Kiel ni scias la eliga frekvenco rilatas al la kontrola tensio. En ĉi tiu cirkvito la unua Operacia Amplifikiilo funkcios kiel integriilo. La tensiondividilo aranĝo estas realigita ĉi tie. Pro tio, la duono de la kontrola tensio kiu estas donita kiel enigo estas donita al la pozitiva terminalo de la Operacia Amplifikiilo 1. La sama nivelo de tensio estas tenata ĉe la negativa terminalo. Ĉi tio estas por teni la tensionfallon trans la rezistoro, R1 kiel duono de la kontrola tensio.
Kiam la MOSFET estas en ŝalta stato, la fluo fluanta de la R1 rezistoro pasas tra la MOSFET. La R2 havas duonan rezistancon, saman tensionfallon kaj duoblon de la fluo kiel de R1. Do, la ekstra fluo ŝarĝas la konektitan kapacitoron. La Operacia Amplifikiilo 1 devas provizi graduale pligrandigantan eligan tensio por subteni ĉi tiun fluan.
Kiam la MOSFET estas en malŝalta stato, la fluo fluanta de la R1rezistoro pasas tra la kapacitoro, malŝarĝiĝas. La eliga tensio ricevita de la Operacia Amplifikiilo 1 ĉe ĉi tiu tempo estos falanta. Kiel rezulto, triangula ondoformo estas generata kiel eligo de la Operacia Amplifikiilo 1.
La Operacia Amplifikiilo 2 funkcios kiel Schmitt-trigo. La enigo al ĉi tiu Operacia Amplifikiilo estas triangula ondo kiu estas la eligo de la Operacia Amplifikiilo 1. Se la eniga tensio estas pli alta ol la limnivelo, la eligo de la Operacia Amplifikiilo 2 estos VCC. Se la eniga tensio estas pli malalta ol la limnivelo, la eligo de la Operacia Amplifikiilo 2 estos nul. Tial, la eligo de la Operacia Amplifikiilo 2 estos kvadrata ondo.
Ekzemplo de VCO estas LM566 IC aŭ IC 566. Ĝi efektive estas 8-pina integrita cirkvito kiu povas produkti duoblajn eligojn - kvadratan ondon kaj triangulan ondon. La interna cirkvito estas prezentita sube.

Aplik