वोल्टेज कंट्रोल्ड ऑसिलेटर | VCO

वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (VCO), इसके नाम से ही स्पष्ट है कि ऑसिलेटर का आउटपुट तात्कालिक आवृत्ति इनपुट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है। यह एक प्रकार का ऑसिलेटर है जो इनपुट DC वोल्टेज पर निर्भर करके बड़ी श्रेणी में (कुछ हर्ट्ज-सैकड़ों गिगा हर्ट्ज) आउटपुट सिग्नल आवृत्ति उत्पन्न कर सकता है।

वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर में आवृत्ति नियंत्रण

विभिन्न प्रकार के VCO सामान्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। यह RC ऑसिलेटर या मल्टीवाइब्रेटर प्रकार का हो सकता है या LC या क्रिस्टल ऑसिलेटर प्रकार का हो सकता है। हालांकि; यदि यह RC ऑसिलेटर प्रकार का है, तो आउटपुट सिग्नल की दोलन आवृत्ति क्षमता के विपरीत अनुपात में होगी क्योंकि

LC ऑसिलेटर के मामले में, आउटपुट सिग्नल की दोलन आवृत्ति होगी
इसलिए, हम कह सकते हैं कि जैसे-जैसे इनपुट वोल्टेज या नियंत्रण वोल्टेज बढ़ता है, क्षमता कम हो जाती है। इसलिए, नियंत्रण वोल्टेज और दोलनों की आवृत्ति सीधे आनुपातिक है। अर्थात, जब एक बढ़ता है, तो दूसरा भी बढ़ता है।

ऊपर दिया गया चित्र वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर के मूल कार्य का प्रतिनिधित्व करता है। यहाँ, हम देख सकते हैं कि नाममात्रीय नियंत्रण वोल्टेज VC(nom) पर, ऑसिलेटर अपनी मुक्त चलन या सामान्य आवृत्ति fC(nom) पर काम करता है। जैसे-जैसे नियंत्रण वोल्टेज नाममात्रीय वोल्टेज से कम होता है, आवृत्ति भी कम होती है और जैसे-जैसे नाममात्रीय नियंत्रण वोल्टेज बढ़ता है, आवृत्ति भी बढ़ती है।
वे वेराक्टर डायोड्स जो चर क्षमता डायोड (विभिन्न क्षमता श्रेणी में उपलब्ध) होते हैं, इस चर वोल्टेज को प्राप्त करने के लिए लागू किए जाते हैं। कम आवृत्ति ऑसिलेटरों के लिए, कैपेसिटर्स की चार्जिंग दर को वोल्टेज नियंत्रित धारा स्रोत का उपयोग करके बदला जाता है ताकि चर वोल्टेज प्राप्त हो सके।

वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर के प्रकार

VCOs को आउटपुट तरंग रूप के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

• हार्मोनिक ऑसिलेटर

• रिलैक्सेशन ऑसिलेटर

हार्मोनिक ऑसिलेटर

हार्मोनिक ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न आउटपुट तरंग रूप साइन वेव होता है। इसे लीनियर वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर के रूप में भी जाना जा सकता है। उदाहरण LC और क्रिस्टल ऑसिलेटर हैं। यहाँ, वेराक्टर डायोड की क्षमता डायोड पर वोल्टेज द्वारा बदली जाती है। इससे LC सर्किट की क्षमता बदल जाती है। इसलिए, आउटपुट आवृत्ति बदल जाएगी। फायदे हैं ऊर्जा स्रोत, शोर और तापमान के संदर्भ में आवृत्ति स्थिरता, आवृत्ति नियंत्रण में सटीकता। मुख्य दोष यह है कि इस प्रकार के ऑसिलेटरों को आसानी से मोनोलिथिक IC पर लागू नहीं किया जा सकता।

रिलैक्सेशन ऑसिलेटर

हार्मोनिक ऑसिलेटर द्वारा उत्पन्न आउटपुट तरंग रूप सॉ टूथ होता है। यह प्रकार कम संख्या में घटकों का उपयोग करके एक बड़ी श्रेणी में आवृत्ति दे सकता है। मुख्य रूप से यह मोनोलिथिक IC में उपयोग किया जा सकता है। रिलैक्सेशन ऑसिलेटर निम्नलिखित टोपोलोजियों के हो सकते हैं:

• डेले-आधारित रिंग VCOs

• ग्राउंड किया गया कैपेसिटर VCOs

• एमिटर-कॉप्ल्ड VCOs

यहाँ; डेले-आधारित रिंग VCOs में, गेन स्टेज एक रिंग आकार में जोड़े गए होते हैं। नाम से ही पता चलता है, आवृत्ति प्रत्येक एकल स्टेज में डेले से संबंधित है। दूसरे और तीसरे प्रकार के VCOs लगभग एक जैसे काम करते हैं। प्रत्येक स्टेज में लिया गया समय डिस्चार्जिंग समय से सीधे संबंधित है।कैपेसिटर।

वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (VCO) का कार्य सिद्धांत

VCO सर्किट को कई वोल्टेज नियंत्रित इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे वेराक्टर डायोड्स, ट्रांजिस्टर, ओप-एम्प्स आदि का उपयोग करके डिजाइन किया जा सकता है। यहाँ, हम ओप-एम्प्स का उपयोग करके VCO के कार्य के बारे में चर्चा करने जा रहे हैं। सर्किट आरेख नीचे दिया गया है।

इस VCO का आउटपुट तरंग रूप वर्ग तरंग होगा। जैसा कि हम जानते हैं, आउटपुट आवृत्ति नियंत्रण वोल्टेज से संबंधित है। इस सर्किट में पहला ओप-एम्प इंटीग्रेटर के रूप में काम करेगा। वोल्टेज विभाजक व्यवस्था यहाँ लागू की गई है। इसके कारण, इनपुट दिए गए नियंत्रण वोल्टेज का आधा ओप-एम्प 1 के सकारात्मक टर्मिनल पर दिया जाता है। नकारात्मक टर्मिनल पर उसी स्तर का वोल्टेज बनाया जाता है। यह R1 पर वोल्टेज गिरावट को नियंत्रित करने के लिए है।
जब MOSFET चालू होता है, तो R1 रेजिस्टर से बहन