מחזיר תנודות בקרה על פי מתח | VCO

מחזיר מתח (VCO), מהשם ברור שהתדירות המידיית של ה-מחזיר נשלטת על ידי המתח הנכנס. זהו סוג של מחזיר שיכול לייצר אות תדר בטווח רחב (מספר הרץ-מאות גיגה-הרץ) בהתאם למתח הנכנס.

שליטה בתדר במחזיר מתח

המשתמשים בכמה צורות של VCO. הוא יכול להיות מסוג RC או מולטי-ויברטור או LC או מחזיר קריסטל. עם זאת, אם מדובר במחזיר מסוג RC, התדירות של האות החוצה תהיה הפוכה ל-קיבול כמו שמתואר ב-

במקרה של מחזיר LC, התדירות של האות החוצה תהיה
אז, ניתן לומר שככל שהמתח הנכנס או המתח הנשלט עולה, הקיבול מתמעט. לכן, המתח הנשלט והתדירות של המחזורים הם ביחס ישר. כלומר, כאשר אחד מהם עולה, השני גם יעלה.

האיור למעלה מייצג את ההפעלה הבסיסית של מחזיר מתח. כאן, ניתן לראות שבמתח נשלט נומינלי המיוצג על ידי VC(nom), ה-מחזיר עובד בתדירות הנורמלית שלו, fC(nom). ככל שמתח הנשלט יורד מהמתח הנומינלי, התדירות גם יורדת וככל שמתח הנשלט עולה, התדירות גם עולה.
ה-דיודות וריאקטור שהם דיודות קיבול משתנה (זמינים בטווחי קיבול שונים) משמשים כדי לקבל מתח משתנה. עבור מחזירים בתדר נמוך, קצב הטעינה של ה-קבלים משתנה באמצעות מקור זרם בשליטה מתח כדי לקבל מתח משתנה.

סוגי מחזיר מתח

מחזירי VCO יכולים להיות מוקטגוריים לפי צורת האות החוצה:

• מחזירי הרמוניה

• מחזירי רלאקסציה

מחזירי הרמוניה

צורת האות החוצה שנוצרת על ידי מחזירי הרמוניה היא סינוסואידלית. זה יכול להיחשב כ-מחזיר מתח ליניארי. דוגמאות הן LC ו-מחזירי קריסטל. כאן, הקיבול של ה-דיודה וריאקטור משתנה על ידי המתח שנמצא על ה-דיודה. זה בתורו משנה את הקיבול של המעגל LC. לכן, התדירות החוצה תשתנה. יתרונות הם יציבות תדר ביחס לספק חשמל, רעש וטמפרטורה, דיוק בשליטה בתדר. החיסרון העיקרי הוא שהמחזירים הללו לא יכולים להתבצע בקלות על מעגלים משולבים.

מחזירי רלאקסציה

צורת האות החוצה שנוצרת על ידי מחזירי הרמוניה היא מסננת. סוג זה יכול לתת טווח גדול של תדרים באמצעות מספר מצומצם של מרכיבים. בעיקר ניתן להשתמש בו במעגלים משולבים. המחזירים הרלאקסיים יכולים להכיל את הטופולוגיות הבאות:

• VCOs חוגיים מבוססים על עיכוב

• VCOs עם קבל קרקעי

• VCOs מתחברים אמיטרים

כאן, ב-VCOs חוגיים מבוססים על עיכוב, שלבים של усиление מחוברים יחד בצורה של חוג. כפי שמרמז השם, התדירות קשורה לעיכוב בכל שלב. הסוג השני והשלישי של VCOs פועלים כמעט באותו אופן. זמן המחזור בכל שלב קשור ישירות לזמן טעינת והטענת ה-קבל.

עקרון פעולה של מחזיר מתח (VCO)

VCO ניתן לתכנן מעגלי VCO באמצעות מרכיבים אלקטרוניים רבים בשליטה במתח כגון דיודות וריאקטור, טרנזיסטורים, אופ-אמפס ועוד. כאן, אנחנו נדבר על הפעולה של VCO באמצעות אופ-אמפ. דיאגרמת המעגל מוצגת למטה.

צורת האות החוצה של VCO הזה תהיה גל מרובע. כפי שאנו יודעים, התדירות החוצה קשורה למתח הנשלט. במעגל זה, האופ-אמפ הראשון יעבוד כמדגדג. המערך של חלוקת מתח נמצא כאן. מכיוון שזה כך, חצי מהמתח הנשלט שנכנס מתוכנן לכניסה החיובית של האופ-אמפ 1. אותו רמה של מתח נשמרת בכניסה השלילית. זה כדי לשמור על ירידה במתח על ה-נגד, R1 כחצי מהמתח הנשלט.
כאשר ה-MOSFET במצב פעיל, ה-זרם הזורם מהנגד R1 עובר דרך ה-MOSFET. R2 יש לו חצי מה-התנגדות, אותו ירידה במתח ושני פעמים יותר זרם מאשר R1. אז, הזרם הנוסף מטען את ה-קבל המתחבר. האופ-אמפ 1 צריך לספק מתח יציאה העולה בהדרגה כדי לספק את הזרם הזה.
כאשר ה-MOSFET אינו פעיל, הזרם הזורם מהנגד R1נגד עובר דרך הקבל, מתפרק. המתח החוצה המתקבל מהאופ-אמפ 1 בזמן זה יהיה יורד. כתוצאה מכך, נוצר גל משולש כמוצא של האופ-אמפ 1.
האופ-אמפ 2 יעבוד כמשדר סכימיט. הכניסה ל-אופ-אמפ היא גל משולש שהוא המוצא של האופ-אמפ 1. אם המתח הנכנס גבוה מהסף, המוצא מהאופ-אמפ 2 יהיה VCC. אם המתח הנכנס נמוך מהסף, המוצא מהאופ-אמפ 2 יהיה אפס. לכן, המוצא מהאופ-אמפ 2 יהיה גל מרובע.
דוגמה ל-VCO היא מעגל LM566 או IC 566. זהו למעשה מעגל משולב בעל 8 פינים שיכול לייצר שני מוצאים - גל מרובע וגל משולש. המעגל הפנימי מיוצג למטה.

יישומים של מחזיר מתח

• מייצר פונקציות

• מעגל נעילה פאזה

• מייצר טונים

• קידוד מקבץ תדר

• מודולציה בתדר

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.