Oscillatur Kontrollat mill-Voltagġ | VCO

Oscillatur kontrolat mill-volt (VCO), skont is-smigħ huwa qarir li l-frekwenza ta’ l-output tal-oscillatur tkun kontrolata mill-volt tal-input. Huwa speċi jew tip ta’ oscillatur li jista’ ipproduċi frekwenza ta’ l-output fuq intervall kbir (minn ftit Hertz-sa miż-ġoġin Giga Hertz) skont il-volt DC tal-input li jintgħalil.

Kontroll tal-Frekwenza fil-Oscillatur Kontrolat mill-Volt

Ħafna formi ta’ VCOs huma ġenerali użati. Jistgħu ikunu ta’ tip RC oscillatur jew multi vibrator jew LC jew oscillatur tal-kristall. Iktar minn hekk, jekk huwa ta’ tip RC oscillatur, il-frekwenza tal-oscillazzjoni tal-output ser tkun proportional negattivament mal-każjenza kif hemm hawn:

Fikselan ta’ LC oscillatur, il-frekwenza tal-oscillazzjoni tal-output ser tkun
Għalhekk, nistgħu nagħtu l-impressjoni li meta l-volt tal-input jew il-volt tal-kontroll zid, il-każjenza titneħħa. Ligi, il-volt tal-kontroll u l-frekwenza tal-oscillazzjonijiet huma proportional direttament. Id-direzzjoni ta’ l-waħda tixtieq l-oħra tixtieq.

Il-figura hawn fuq turi r-operazzjoni bażika tal-oscillatur kontrolat mill-volt. Hawn, nistgħu nirringħal li fl-volt tal-kontroll nominal rappreżentat bl-VC(nom), l-oscillatur jiopera bil-frekwenza ta’ l-free running jew normali, fC(nom). Meta l-volt tal-kontroll tniqsu mill-volt nominal, il-frekwenza wkoll tniqsu u meta l-volt nominal zid, il-frekwenza wkoll tizdied.
Id-varactors diodes, li huma diodes ta’ każjenza varjabili (disponibbli f’range differenti ta’ każjenza), huma implementati biex jagħmlu dan il-volt varjabili. Għal l-oscillaturi ta’ frekwenza baxxa, il-taxxa ta’ tajbin tal-każjenza tiġi bidla permezz ta’ sors ta’ kurrent kontrolat mill-volt biex tagħmel il-volt varjabili.

Tip ta’ Oscillatur Kontrolat mill-Volt

L-VCOs jistgħu jiġu klassifikati skont il-forma tal-waveform tal-output:

• Oscillaturi Harmoniku

• Oscillaturi Relaxation

Oscillaturi Harmoniku

Il-waveform tal-output prodotta mill-oscillaturi harmoniku hija sinusoidal. Dan jistgħu jiġu referiti bħala linear oscillatur kontrolat mill-volt. L-esempi huma LC u oscillaturi tal-kristall. Hawn, il-każjenza tal-varactor diode titneħħa permezz tal-volt li huwa fuq il-diode. Dan fit-toroq ibiddel il-każjenza tal-circuit LC. Ligi, il-frekwenza tal-output se tbiddel. L-avvantaggi huma l-stabilità tal-frekwenza skont is-sors ta’ enèrgija, il-ħasas, u t-temp, l-akkuratezza fil-kontroll tal-frekwenza. Il-prinċipali svantaggju huwa li d-din tip ta’ oscillaturi ma jistgħux jiġu implementati ħafna fuq ICs monolitici.

Oscillaturi Relaxation

Il-waveform tal-output prodotta mill-oscillaturi relaxation hija saw tooth. Din it-tip jistgħu jiġu offerti range kbir ta’ frekwenza permezz ta’ komponenti qisien. B’moħħ, din it-tip tista’ tuża f’ICs monolitici. L-oscillaturi relaxation jistgħu jkunu b’topologiji:

• Delay-based ring VCOs

• Grounded capacitor VCOs

• Emitter-Coupled VCOs

Hawn, f’delay-based ring VCOs, istages ta’ gain huma attaccati flimkien fi forma ta’ ring. Kif in-ngħid, il-frekwenza hi relatata mal-delay f’kull stage waħid. It-tnejn u t-tielet tip ta’ VCOs jioperaw kemm jkunu simili. Il-perjodu ta’ ħin f’kull stage huwa direktament relatat mal-ħin ta’ tajbin u discharging tal-każjenza.

Prinċipju ta’ Operazzjoni tal-Oscillatur Kontrolat mill-Volt (VCO)

VCO circuits jistgħu jiġu disegnati permezz ta’ ħafna komponenti elektroniki ta’ kontroll tal-volt bħal varactor diodes, transistors, Op-amps etċ. Hawn, qed naqbad dwar l-operazzjoni ta’ VCO permezz ta’ Op-amps. Il-diagram tal-circuit huwa mhux magħruf hawn taħt.

Il-waveform tal-output ta’ din il-VCO ser tkun wave square. Kif nafu, il-frekwenza tal-output hi relatata mal-volt tal-kontroll. Fi circuit din, l-Op-amp ewwel se jiopra bħala integrator. Il-volt divider arrangement huwa implementat hawn. Minħabba dan, nifs tal-volt tal-kontroll li huwa dato bħala input jiġi dati lil terminali pożittivi tal-Op-amp 1. Il-livell stess tal-volt jiġi mantanut fil-terminali negattiv. Dan biex is-sostegnu tal-volt drop fuq il-resistor, R1 tkun nifs tal-volt tal-kontroll.
Meta l-MOSFET huwa fil-kondizzjoni on, il-current li jistgħu minn R1 resistor jiġu passati permezz tal-MOSFET. Il-R2 għandu nifs tal-resistance, stess volt drop u twiced il-current sa R1. Għalhekk, l-extra current jiġi tajbin il-każjenza mekkanikament. L-Op-amp 1 għandu jipprovdi output ta’ volt ta’ żviluppu post-post biex jipprovdi dan il-current.
Meta l-MOSFET huwa fil-kondizzjoni off, il-current li jistgħu minn R1 resistor jiġu passati permezz tal-każjenza, jiġu dischargi. Il-volt tal-output ottenut mill-Op-amp 1 fl-iskon hawn se jkun qiegħed. B’risultat, waveform triangolari jiġi ġenerat bħala output tal-Op-amp 1.
L-Op-amp 2 se jiopra bħala Schmitt trigger. Il-input għal din l-Op-amp huwa waveform triangolari li huwa l-output tal-Op-amp 1. Jekk l-input volt huwa aktar minn livell tal-threshold, l-output mill-Op-amp 2 se jkun VCC. Jekk l-input volt huwa inqas minn livell tal-threshold, l-output mill-Op-amp 2 se jkun zero. Għalhekk, l-output tal-Op-amp 2 se jkun waveform square.
Esempju ta’ VCO huwa LM566 IC jew IC 566. Huwa infatti integrated circuit ta’ 8 pin li jista’ ipproduċi double outputs-square wave u triangular wave. Il-circuit intern huwa rappreżentat hawn taħt.

Aplikazzjonijiet tal-Oscillatur Kontrolat mill-Volt

• Generator funzjoni

• Phase Locked Loop

• Generator ton

• Frequency-shift keying

• Frequency modulation