Oscillator Controllatus per Tensionem | VCO

Electrical4u

Campus: Electrica Elementaria

China

Quid est Oscillator Controlatus per Tensionem

Oscillator controlatus per tensionem (VCO), ex nomine ipso patet quod frequencia instantanea output oscillatoris controlatur per tensionem input. Hoc est genus oscillatoris quod potest producere signum output in latissima scala (pauci Hertz-centum Giga Hertz) secundum tensionem DC datam.

Controlatio Frequentialis in Oscillatoribus Controlatis per Tensionem

Plures formae VCO generaliter utuntur. Potest esse oscillator RC aut multivibrator aut LC aut oscillator crystallinus. Si tamen sit oscillator RC, frequencia oscillationis signi output erit inversa proportionalis capacitati ut

In casu oscillatoris LC, frequencia oscillationis signi output erit
Itaque, possumus dicere quod cum tensione input sive tensione controlis crescat, capacitas minuitur. Ergo, tensio controlis et frequencia oscillationum sunt directe proportionales. Id est, quando una crescit, altera crescet.
voltage controlled oscillator

Figura supra ostendit principium operationis oscillatoris controlati per tensionem. Ibi videmus quod ad tensionem controlis nominali VC(nom), oscillator operatur ad sua frequencia libera vel normali, fC(nom). Cum tensio controlis decrescat a tensione nominali, frequencia quoque decrescit, et cum tensio controlis nominalis crescat, frequencia quoque major fit.
Diodes varactor, quae sunt diodes capacitatis variabilis (disponibiles in diversis rangis capacitatis), implementantur ad hanc tensionem variabilem obtinendi. Pro oscillatoribus bassae frequentiae, ratio charging capacitorum mutatur per fontem currentis controlati per tensionem ad tensionem variabilem obtinendi.

Species Oscillatorum Controlatorum per Tensionem

VCOs possunt categorizari secundum formam waveform output:

Oscillatores Harmonici
Oscillatores Relaxationis

Oscillatores Harmonici

Forma waveform producta ab oscillatoriis harmonicis est sinusoidal. Haec saepe referri potest ut linearis oscillator controlatus per tensionem. Exempla sunt LC et oscillator crystallinus. Ibi, capacitatis diode varactor variatur per tensionem quae trans diode est. Hoc in vicem mutat capacitatem circuiti LC. Itaque, frequencia output mutabitur. Praecepta sunt stabilitas frequentiae secundum supply power, noise, et temperaturam, accurate controlis frequentiae. Principale incommodum est quod huiusmodi oscillator non facile implementari possunt in IC monolithicis.

Oscillatores Relaxationis

Forma waveform producta ab oscillatoriis relaxationis est saw tooth. Huiusmodi species potest dare latissimum rangum frequentiarum usura paucorum componentium. Principaliter in IC monolithicis uti potest. Oscillatores relaxationis possunt habere sequentes topologias:

VCOs anularum delay-based
VCOs capacitoris groundati
VCOs emitter-coupled

Ibi, in VCOs anularum delay-based, stadia gain coniunguntur in forma anuli. Ut nomen significat, frequencia pertinet ad delay in singulis stadiis. Secunda et tertia species VCO simili modo operantur. Tempus sumptum in singulis stadiis directe pertinet ad tempus charging et discharging capacitoris.

Principium Operationis Oscillatoris Controlati per Tensionem (VCO)

VCO circuitus possunt designari per multos componentes electronicos controlatos per tensionem sicut diodes varactor, transistores, Op-amps etc. Ibi, de operatione VCO per Op-amps loquemur. Diagramma circuiti subter ostenditur.
working principle of voltage controlled oscillator
Forma waveform huius VCO erit quadrata. Quemadmodum scimus, frequencia output pertinet ad tensionem controlis. In hoc circuitu, primus Op-amp functionabit ut integrator. Dispositio voltage divider hic implementatur. Propter hoc, dimidia pars tensionis controlis datae ut input datur ad terminum positivum Op-amp 1. Eadem quantitas tensionis conservatur ad terminum negativum. Hoc est ut voltage drop super resistore, R1 sit dimidia pars tensionis controlis.
Cum MOSFET sit in conditione on, current fluens a resistore R1 transit per MOSFET. R2 habet dimidiam resistance, eundem voltage drop, et duplam currentem quam R1. Itaque, extra currentus carica connectum capacitor. Op-amp 1 debet dare paulatim crescens output voltage ad hunc currentem suppeditandum.
Cum MOSFET sit in conditione off, currentus fluens a resistore R1resistor transit per capacitor, qui se discaricat. Voltage output obtentum ab Op-amp 1 hoc tempore cadet. Itaque, waveform triangularis generatur ut output Op-amp 1.
Op-amp 2 operabitur ut Schmitt trigger. Input ad hunc Op-amp est waveform triangularis, output Op-amp 1. Si voltage input maior est quam limen, output ab Op-amp 2 erit VCC. Si voltage input minor est quam limen, output ab Op-amp 2 erit zero. Itaque, output Op-amp 2 erit waveform quadrata.
Exemplum VCO est LM566 IC sive IC 566. Hoc est enim circuitus integratus octo pinus qui potest producere duos outputs - waveform quadratum et triangularum. Circuitus internus repraesentatur infra.