Басын басқару осцилляторы | VCO

Напрямды басқарылған осциллятор (VCO), атауынан түсіндіріп, осциллятордің шығыс моменттік частотасы входтың напряммен басқарылады. Бұл осциллятордың шығыс сигналының частотасы, берілген входтың DC напряміне байланысты өте ширек диапазонда (бірнеше Герц-жүздер гигагерц) болады.

Напрямды басқарылған осцилляторда частота басқаруы

Көптеген түрлерінің VCO-лар кездеседі. Олар RC осцилляторы, мультивибратор, LC немесе кристалл осцилляторы болуы мүмкін. Егер ол RC осцилляторы болса, шығыс сигналының осцилляциясы входтың емдігіне кері пропорционал болады.

LC осциллятор үшін, шығыс сигналының осцилляциясы мына формулаға сәйкес болады:
Демек, входтың напрямі немесе басқару напрямі өсетінде, емдік азаяды. Сондықтан, басқару напрямі мен осцилляцияның частотасы тура пропорционал болады. Бірі өсетінде, басқасы да өсетіні.

Жоғарыдағы сурет напрямды басқарылған осциллятордың негізгі принципін көрсетеді. Номиналдық басқару напрямі V_C(nom) үшін, осциллятор өзінің свободаның же нормаль частотасы f_C(nom) бойынша жұмыс істейді. Басқару напрямі номиналдық напрямдан төменгелік болғанда, частота да төмендейді. Номиналдық басқару напрямі өсетінде, частота да өсетіні.
Варакторды пайдалану арқылы өзгеріп отыратын напрям алуға болады. Төмен частоталы осцилляторлар үшін, конденсаторлардың зарядталу темпін напрямды басқару арқылы өзгерту арқылы өзгеріп отыратын напрям алуға болады.

Напрямды басқарылған осцилляторлардың түрлері

VCO-лар шығыс сигналының формасына байланысты бөлінеді:

• Гармоникалық осцилляторлар

• Релаксациялық осцилляторлар

Гармоникалық осцилляторлар

Гармоникалық осцилляторлардың шығыс сигналы синусоидалық болады. Бұл линейлік напрямды басқарылған осциллятор деп те аталады. Мысалдары - LC және кристалл осцилляторлар. Мұнда варактордың емдігі варактордың жанартындағы напрям арқылы өзгереді. Бұл LC контурының емдігін өзгертуге әкеледі. Демек, шығыс частотасы өзгереді. Адамдардың артықшылықтары - энергия жабдықтарына, шуыларға және температураларға салыстырылғанда частота стабилділігі, частотаны басқарудағы дәлдік. Негізгі асқындығы - бұл түрдегі осцилляторлар монолиттік интегралдық схемаларда қолданылуы қиын.

Релаксациялық осцилляторлар

Релаксациялық осцилляторлардың шығыс сигналы пила сызығы болады. Бұл түрі компоненттер саны аз болғанда да өте ширек диапазонда частота беруге мүмкіндік береді. Негізінен монолиттік интегралдық схемаларда қолданылады. Релаксациялық осцилляторлар төмендегі топологияларға ие болуы мүмкін:

• Уақыттың басқарылатын кілтті ринг VCO-лары

• Жерге жабылған конденсатор VCO-лары

• Эмиттерді байланыстыру VCO-лары

Мұнда, уақыттың басқарылатын кілтті ринг VCO-ларында, әрбір этаптағы кестелер ринг формасында байланыстырылады. Атауынан түсіндіріп, частота әрбір этаптағы уақытқа байланысты болады. Екінші және үшінші түрдегі VCO-лар ұқсас әсер етеді. Әрбір этаптағы уақыт конденсатордың зарядталу және зарядын жою уақытына байланысты болады.

Напрямды басқарылған осциллятордың (VCO) принципі

VCO схемалары напрямды басқару үшін бірнеше электрондық компоненттер арқылы құрастырылуы мүмкін, мысалы, варакторды, транзисторлар, оп-амперлар және басқалар. Мұнда, оп-амперлер арқылы VCO-ның жұмыс істеу принципін талқылаймыз. Схеманың суреті төмен көрсетілген.

Бұл VCO-ның шығыс сигналы квадраттық түрде болады. Шығыс частотаны басқару напряммен байланысты. Бұл схемада бірінші оп-ампер интегратор рөлін атқарады. Вольтаж бөлшектерінің арқылы, входтың басқару напрямінің жартысы бірінші оп-ампердің оң терминалына беріледі. Бірдей деңгейдегі напрям теріс терминалында сақталады. Бұл R₁ реостатындағы напрям төмендетуін ұстау үшін қолданылады.
Транзистор ақырында болғанда, R₁ реостатынан ағып өтетін ағым транзистор арқылы өтеді. R₂ реостатының өзінің жартысынан үлкен, сол сияқты напрям төмендетуі және R₁ реостатынан екі есе көп ағым бар. Сондықтан, бірқатар конденсатор зарядталады. Бірінші оп-ампер қадам-қадам жоғарылатын шығыс напрям беру үшін бұл ағымды қамтамасыз етеді.
Транзистор жоғалғанда, R₁ реостатынан ағып өтетін ағым конденсатор арқылы зарядын жоиды. Бірінші оп-ампердің шығыс напрямі бұл уақытта төмендейді. Нәтижесінде, бірінші оп-амперден шығатын сигнал трикуттық түрде болады.
Екінші оп-ампер Шмитт тригерінің рөлін атқарады. Екінші оп-амперге бірінші оп-амперден шығатын трикуттық сигнал беріледі. Егер входтың напрямі арнайы деңгейден жоғары болса, екінші оп-ампердің шығыс напрямі V_CC болады. Егер входтың напрямі арнайы деңгейден төмен болса, екінші оп-ампердің шығыс напрямі нөл болады. Сондықтан, екінші оп-амперден шығатын сигнал квадраттық түрде болады.
VCO-ның мысалы - LM566 IC немесе IC 566. Бұл өнеркәсіптік схема екі шығыс сигналын - квадраттық және трикуттық - береді. Ішкі схемасы төмен көрсетілген.

Напрямды басқарылған осцилляторлардың қолданылуы

• Функциялық генератор

• Фазалық байланыс үшін цикл

• Тон генераторы

• Частоталық модуляция

• Частоталық кодтау

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