Sprieguma Kontrolēts Oskilators | VCO
Sprieguma kontrolijamais oskilators (VCO), no nosaukuma pat pašam ir skaidrs, ka izvades momentānā frekvence oskilatora tiek kontrolēta ar ievades spriegumu. Tas ir tāds veids no oskilatoriem, kas var radīt izvades signāla frekvenci pār lielu diapazonu (daži Herts - simti Giga Hertsu) atkarībā no ievades DC sprieguma, ko tam piešķir.
Frekvenču Kontrole Sprieguma Kontrolijamajā Oskilatorā
Daudzi VCO veidi ir vispārīgi izmantoti. To var būt RC oskilators vai multivibrators, LC vai kristāla oskilators. Tomēr, ja tas ir RC oskilators, izvades signāla oscilācijas frekvence būs inversi proporcionāla kapacitancei kā
LC oskilatora gadījumā izvades signāla oscilācijas frekvence būs
Tātad, mēs varam teikt, ka, kā tikai ievades spriegums vai kontrolējošais spriegums palielinās, kapacitance samazinās. Tādējādi kontrolējošais spriegums un oscilāciju frekvence ir tieši proporcionālas. Tāpat, kad viens palielinās, otrs arī palielinās.
Virsrakstā redzamā attēla apgalvojums attiecas uz sprieguma kontrolijamā oskilatora pamatdarbību. Šeit mēs redzam, ka nominālajā kontrolējošajā spriegumā, kas ir VC(nom), oskilators darbojas savā brīvās gaitas vai normālā frekvencē, fC(nom). Kad kontrolējošais spriegums samazinās no nominālā sprieguma, frekvence arī samazināsies, un kad nominālais kontrolējošais spriegums palielinās, frekvence arī palielināsies.
Varaktoru diodas, kas ir maināmas kapacitances diodes (pieejamas dažādos kapacitāņu diapazonos), tiek izmantotas, lai iegūtu šo mainīgo spriegumu. Zemas frekvences oskilatoriem lādēšanas ātrums tiek maiņots, izmantojot sprieguma kontrolēto strāvas avotu, lai iegūtu mainīgo spriegumu.
Sprieguma Kontrolijamā Oskilatora Veidi
VCO var tikt kategorizēti atkarībā no izvades formas:
Harmoniskie oskilatori
Relaksācijas oskilatori
Harmoniskie Oskilatori
Harmoniskie oskilatori radīt sinusoïdas formātā izvadi. Tas bieži saukts par lineāru sprieguma kontrolijamu oskilatoru. Piemēri ir LC un Kristāla oskilatori. Šeit varaktoru diodes kapacitance tiek maiņota ar spriegumu, kas ir caur diodu. Tas savukārt maina LC shēmas kapacitanci. Tādējādi izvades frekvence mainīsies. Priekšrocības ir frekvences stabilitāte attiecībā uz elektroenerģijas piegādes, troksni un temperatūru, precizitāte frekvences kontrolē. Galvenais trūkums ir, ka šāda veida oskilatori nevar viegli tikt realizēti monolītiskos IC.
Relaksācijas Oskilatori
Relaksācijas oskilatori radīt pilnveida trijstūra formātā izvadi. Šis veids var sniegt lielu frekvences diapazonu, izmantojot mazāku komponentu skaitu. Galvenokārt to var izmantot monolītiskos IC. Relaksācijas oskilatori var būt ar šādiem topoloģijām:
Degvielas balstīti ringa VCO
Apzemes kapacitātes VCO
Izmetēju Kopsaistītie VCO
Šeit, degvielas balstītos ringa VCO, ieguvēju stadijas ir savienotas ringa formā. Kā nosaukums liecina, frekvence ir saistīta ar katras stadijas aizkavēšanos. Otrais un trešais VCO veidi strādā gandrīz vienādi. Katrā stadijā ņemtais laiks ir tieši saistīts ar kapacitora uzlādēšanu un atlādēšanu.
Sprieguma Kontrolijamā Oskilatora Darbības Princips (VCO)
VCO shēmas var tikt izstrādātas, izmantojot daudzus sprieguma kontrolējamos elektroniskos komponentus, piemēram, varaktoru diodes, transistorus, Op-cempneri utt. Šeit mēs runāsim par VCO darbību, izmantojot Op-cempnerus. Shēma ir parādīta zemāk.
Šī VCO izvade būs kvadrātveida vārpe. Kā mēs zinām, izvades frekvence ir saistīta ar kontrolējošo spriegumu. Šajā shēmā pirmais Op-cempners darbosies kā integrators. Sprieguma dalītāja ierīkojums tiek izmantots šeit. Tādēļ, pusē no kontrolējošā sprieguma, kas tiek dota kā ievade, tiek dota pozitīvajai Op-cempnera 1 sastāvdaļai. Tāda paša līmeņa spriegums tiek uzturēts negatīvajā sastāvdaļā. Tas ir, lai uzturētu sprieguma pazemināšanos caur rezistoru, R1 kā pusē no kontrolējošā sprieguma.
Kad MOSFET ir ieslēgts, strāva, kas plūst caur R1 rezistoru, plūst caur MOSFET. R2 ir ar pusi mazāka pretestība, tāda paša sprieguma pazemināšana un divreiz lielāka strāva kā R1. Tātad, papildus strāva uzlādē savienoto kapacitoru. Op-cempnerim 1 jāsniedz lēnām pieaugošs izvades spriegums, lai nodrošinātu šo strāvu.
Kad MOSFET ir izslēgts, strāva, kas plūst caur R1rezistoru, plūst caur kapacitoru, un tas atlādējas. Izvades spriegums, ko iegūst no Op-cempnera 1 šajā laikā, būs samazināts. Tādējādi, Op-cempnera 1 izvade būs trigonometriskā forma.
Op-cempneris 2 darbosies kā Schmitt trigeris. Ievade šim Op-cempnerim būs trigonometriskā forma, kas ir Op-cempnera 1 izvade. Ja ievades spriegums ir augstāks par sliekšņa līmeni, izvade no Op-cempnera 2 būs VCC. Ja ievades spriegums ir zemāks par sliekšņa līmeni, izvade no Op-cempnera 2 būs nulle. Tātad, Op-cempnera 2 izvade būs kvadrātveida vārpe.
VCO piemērs ir LM566 IC vai IC 566. Tas ir faktiski 8 kontaktu integrētā shēma, kas var radīt divas izvades - kvadrātveida vārpi un trigonometriskā formu. Iekšējā shēma ir parādīta zemāk.
Sprieguma Kontrolijamā Oskilatora Lietojumi
