Mashine ya Mzunguko inayostarehekiwa na Volt | VCO

Voltage controlled oscillator (VCO), kutoka kwa jina tu ni wazi kuwa mwingiliano wa muda wa mwisho wa oscillator unahusishwa na umeme wa kuingiza. Ni aina fulani ya oscillator ambayo inaweza kutengeneza sauti ya mwisho inayotumika kwenye ukubwa wa frekuensi (chache hertz-hundreds of Giga Hertz) kulingana na umeme wa DC unaoingizwa kwenye.

Kudhibiti Frekuensi katika Voltage Controlled Oscillator

Aina nyingi za VCOs zinatumika mara nyingi. Inaweza kuwa aina ya RC oscillator au multi vibrator au LC au crystal oscillator. Lakini; ikiwa ni aina ya RC oscillator, frekuensi ya mzunguko wa sauti ya mwisho itakuwa kinyume kwa ujuzi wa capacitance kama

Kwenye hali ya LC oscillator, frekuensi ya mzunguko wa sauti ya mwisho itakuwa
Basi, tunaweza sema kwamba kama umeme wa kuingiza au umeme wa kudhibiti unazidi, capacitance inapungua. Kwa hiyo, umeme wa kudhibiti na frekuensi ya mzunguko yana uhusiano moja kwa moja. Hiyo ni, tangu moja inazidi, nyingine itazidi.

Takwimu hii inaruhusu kazi ya msingi ya voltage controlled oscillator. Hapa, tunaweza kuona kwamba kwenye umeme wa kudhibiti wa kiwango cha chaguo VC(nom), oscillator hutumia kwa kilele lake cha muda au frekuensi ya chaguo, fC(nom). Tangu umeme wa kudhibiti upate kupungua kutoka kwa umeme wa chaguo, frekuensi pia hupungua na tangu umeme wa chaguo uzidi, frekuensi pia huzidi.
varactors diodes zinazokuwa na capacitance inayoweza kubadilika (zipo katika tofauti ya capacitance) zinatumika kwa ajili ya kupata umeme huu unavyobadilika. Kwa oscillator wa frekuensi chache, haraka ya kuchanjo kwa capacitors inabadilishwa kwa kutumia current source unayoweza kudhibitiwa na umeme ili kupata umeme unavyobadilika.

Aina za Voltage Controlled Oscillator

VCOs zinaweza kugawanyika kulingana na takribu ya mwisho:

• Harmonic Oscillators

• Relaxation Oscillators

Harmonic Oscillators

Takribu ya mwisho iliyotengenezwa na harmonic oscillators ni sinusoidal. Hii inaweza mara nyingi kutumika kama linear voltage controlled oscillator. Misalani ni LC na Crystal oscillators. Hapa, capacitance ya varactor diode inabadilika kwa umeme unaopanda kwenye diode. Hii kwa undani husababisha capacitance ya circuiti la LC kubadilika. Basi, frekuensi ya mwisho itabadilika. Mazuri ni ustawi wa frekuensi kwa usambazaji wa nguvu, kelele na joto, Uaminifu katika udhibiti wa frekuensi. Changamoto kuu ni kwamba aina hii za oscillators hazitoshi kwa urahisi kwenye IC za monolithic.

Relaxation Oscillators

Takribu ya mwisho iliyotengenezwa na harmonic oscillators ni saw tooth. Aina hii inaweza kutengeneza ukubwa wa frekuensi kwa kutumia vifaa chache. Mara nyingi inaweza kutumika kwenye IC za monolithic. Relaxation oscillators zinaweza kuwa na mizingizi ifuatavyo:

• Delay-based ring VCOs

• Grounded capacitor VCOs

• Emitter-Coupled VCOs

Hapa; kwenye delay-based ring VCOs, stages za ongezeko zinajunganishwa kwa aina ya ring. Kama jina linavyosema, frekuensi inasambazwa na muda wa kila stage. Aina ya pili na tatu za VCOs zinajaribu kufanya kazi kwa njia sawa. Muda wa kila stage unafanana na muda wa kuchanjo na kutondooza capacitor.

Ustawi wa Kazi wa Voltage Controlled Oscillator (VCO)

VCO circuits zinaweza kutengenezwa kwa kutumia vifaa vya kudhibiti umeme vingineko kama vile varactor diodes, transistors, Op-amps etc. Hapa, tutadiskuta kuhusu kazi ya VCO kutumia Op-amps. Takwimu ya circuiti inavyoonekana chini.

Takribu ya mwisho ya VCO hii itakuwa square wave. Kama tunajua frekuensi ya mwisho inasambazwa na umeme wa kudhibiti. Katika circuit hii ya kwanza Op-amp itafanya kazi kama integrator. voltage divider arrangement imefanikiwa hapa. Kwa sababu ya hii, nusu ya umeme wa kudhibiti unaoingizwa anaweza kutumika kama input positive ya Op-amp 1. Level sawa ya umeme inaelekezwa kwenye terminal negative. Hii ni kusaidia kukidhi voltage drop kwenye resistor, R1 kama nusu ya umeme wa kudhibiti.
Ikiwa MOSFET inapatikana, current unayotoka kutoka kwa R1 resistor hutumika kwenye MOSFET. R2 ina nusu ya resistance, sawa na voltage drop na mara mbili ya current kama R1. Basi, current extra huchanjo capacitor uliohitilafunika. Op-amp 1 lazima aweze kutoa output voltage inayozidi kwa kutumia current hii.
Ikiwa MOSFET inapatikana, current unayotoka kutoka kwa R1resistor hutumika kwenye capacitor, hutoondooza. Output voltage unayopatikana kutoka kwa Op-amp 1 wakati huu itakuwa inapungua. Kwa sababu hii, waveform ya triangular inatengenezwa kama output ya Op-amp 1.
Op-amp 2 itafanya kazi kama Schmitt trigger. Input kwa Op-amp hii ni triangular wave ambayo ni output ya Op-amp 1. Ikiwa input voltage inazidi kiwango cha threshold, output kutoka kwa Op-amp 2 itakuwa VCC. Ikiwa input umeme unachukua kiwango chenye threshold, output kutoka kwa Op-amp 2 itakuwa sifuri. Basi, output ya Op-amp 2 itakuwa square wave.
Misalani ya VCO ni LM566 IC au IC 566. Ni hakika integrated circuit yenye pin 8 ambayo inaweza kutengeneza double outputs-square wave na triangular wave. Circuiti ndani inavyoruhusiwa inavyoonekana chini.

Matumizi ya Voltage Controlled Oscillator

• Function generator

• Phase Locked Loop

• Tone generator

• Frequency-shift keying

• Frequency modulation