Ce este oscilatorul controlat de tensiune?
Un oscilator controlat de tensiune este un oscilator cu un semnal de ieșire a cărui ieșire poate fi variată într-un interval, care este controlat de tensiunea DC de intrare. Este un oscilator a cărui frecvență de ieșire este direct legată de tensiunea la intrarea sa. Frecvența de oscilație variază de la câțiva hertz la sute de GHz. Prin variația tensiunii DC de intrare, a ieșirii frecvența semnalului produsul este ajustat.
2 tipuri de oscilatoare controlate de tensiune
- Oscilatoare armonice: ieșirea este un semnal cu o formă de undă sinusoidală. Exemple sunt oscilatoarele de cristal și oscilatoarele de rezervor
- Oscilatoare de relaxare: ieșirea este un semnal cu o formă de undă dinte de ferăstrău sau triunghiulară și oferă o gamă largă de frecvențe operaționale. Frecvența de ieșire depinde de timpul de încărcare și descărcare a condensatorului.
Principiul de bază de lucru al generatorului de formă de undă Sawtooth VCO
Pentru un oscilator controlat de tensiune care generează o formă de undă din dinte de ferăstrău, componenta principală este condensatorul care încarcă și descarcă decide formarea formei de undă de ieșire. Intrarea este dată sub forma unei tensiuni care poate fi controlată. Această tensiune este convertită într-un semnal de curent și este aplicată condensatorului. Pe măsură ce curentul trece prin condensator, acesta începe să se încarce și o tensiune începe să se construiască peste el. Pe măsură ce condensatorul se încarcă și tensiunea pe el crește treptat, tensiunea este comparată cu o tensiune de referință folosind un comparator.
Când tensiunea condensatorului depășește tensiunea de referință, comparatorul generează o ieșire logică ridicată care declanșează tranzistorul, iar condensatorul este conectat la pământ și începe descărcarea. Astfel, forma de undă de ieșire generată este reprezentarea încărcării și descărcării condensatorului, iar frecvența este controlată de tensiunea de curent continuu.
Aplicații ale VCO
- Echipamente electronice de blocare.
- Generator de funcții.
- Producția de muzică electronică, pentru producerea diferitelor tipuri de zgomot.
- Buclă blocată în fază.
- Sintetizatoare de frecvență, utilizate în circuitele de comunicații.
Un VCO practic - LM566
Un exemplu practic de oscilator controlat de tensiune (VCO) este LM566. LM566 este un VCO de uz general care poate fi utilizat pentru a genera forme de undă pătrată și triunghiulară ca tensiune de intrare funcțională.
LM566 este specificat pentru funcționare peste intervalul de temperatură de la 0˚C la 70˚C. Frecvența căreia este o funcție liniară a unei tensiuni de control. Frecvența este, de asemenea, controlată de un rezistor extern și un condensator, ale cărui valori controlează frecvența de funcționare liberă.
Descrierea pinului:
- Pinul 1: masă (GND)
- Pin 2: Fără conexiune (NC)
- Pinul 3: ieșire cu undă pătrată
- Pinul 4: ieșire de undă triunghiulară
- Pinul 5: intrare de modulare
- Pinul 6: rezistență de sincronizare
- Pinul 7: Condensator de sincronizare
- Pinul 8: Vcc
Caracteristici:
- Tensiunea maximă de funcționare este de 10V la 24V
- Stabilitate la temperaturi ridicate
- Temperatura de funcționare este de la 0˚C la 70˚C
- Frecvența poate fi controlată folosind curent, tensiune, rezistor sau condensator
- Disiparea puterii este de 300mV
- Excelent respingerea sursei de alimentare
Aplicații:
- Generator de funcții
- Generator de tonuri
- Modulație FM
- Tastarea frecvenței
- Generator de ceas
Funcționarea LM566:
Figura arată că IC-ul LM566 conține surse de curent pentru încărcarea și descărcarea unui condensator extern la o rată stabilită de un rezistor extern R1 și tensiunea de intrare DC de modulare V.
Un condensator de 0,001µF este conectat la pinul 5 și pinul 6. Un circuit de declanșare Schmitt este utilizat pentru a comuta sursele de curent între încărcare și descărcare a condensatorului și tensiunea triunghiulară produsă peste condensator și unda pătrată de la declanșatorul Schmitt sunt furnizate ca ieșiri prin amplificatoare tampon. Ambele forme de undă de ieșire sunt tamponate astfel încât impedanța de ieșire a fiecăruia să fie de 50 f2. Magnitudinea tipică a undei triunghiulare și a valului pătrat este de 2,4Vpeak la vârf și 5,4Vpeak la vârf. Frecvența de funcționare liberă sau de funcționare centrală, f0 este
Aplicarea VCO - Phase-Locked Loop
Ce este bucla blocată de fază?
Este un circuit electronic care este utilizat pentru a bloca frecvența de ieșire a oscilatorului controlat de tensiune cu frecvența de intrare dorită prin compararea constantă a fazei frecvenței de intrare cu cea a frecvenței de ieșire a VCO. PLL este utilizat pentru a genera un semnal, a-l modula sau demodula. Acestea sunt utilizate în principal în modulația de frecvență și modularea amplitudinii. Frecvența de ieșire a oscilatorului controlat de tensiune este reglată constant până când se potrivește cu frecvența de intrare.
Cum funcționează o buclă blocată în fază?
În diagrama bloc de mai sus, detectorul de fază sau PD compară frecvența de ieșire cu frecvența de referință de intrare. În cazul oricărei nepotriviri, detectorul de fază generează un semnal de eroare care este filtrat folosind un filtru trece jos pentru a elimina zgomotul și acest semnal este aplicat oscilatorului controlat de tensiune pentru a genera în consecință frecvența de ieșire. Această frecvență de ieșire este dată detectorului de fază printr-o divizare la N contor care împarte frecvența de ieșire cu un anumit număr N.
O aplicație practică a PLL - Tone Decoder folosind LM567
LM567 este un decodor de ton. Acesta este destinat să dea un comutator de tranzistor saturat la masă atunci când semnalul de intrare este disponibil. Se compune dintr-un oscilator controlat de tensiune (VCO) și detectorul de fază. Un oscilator controlat de tensiune trebuie să verifice frecvența centrală a decodorului. Componentele externe sunt utilizate pentru a seta frecvența centrală, lățimea de bandă și întârzierea de ieșire.
Detectorul de fază și VCO formează o buclă blocată în fază (PLL) atunci când PLL este blocat și amplitudinea semnalului de intrare depășește un prag intern prestabilit, un comutator la sol este activat la ieșire.
Caracteristici:
- 20 la 1 interval de frecvență cu rezistor extern
- Ieșire compatibilă logică cu capacitate de scădere a curentului de 100mA
- Lățime de bandă reglabilă
- Respingere ridicată a semnalelor în afara benzii și a zgomotului
- Imunitate la semnale false
- Frecvență centrală înaltă (0,01 Hz până la 500 kHz)
Decodorul de ton LM567 PLL are multe aplicații: decodare tactilă, oscilator de precizie, monitorizare și control al frecvenței, demodulare FSK în bandă largă, comenzi cu ultrasunete, telecomenzi curente ale operatorului și decodificatoare de paginare a comunicațiilor.
Funcționarea decodificatorului de ton LM567 PLL:
LM567 funcționează la tensiuni de alimentare de 2V la 9V și frecvențe de intrare cuprinse între 1 Hz și 500 kHz. Condensatorul de sincronizare a oscilatorului Ct trebuie împărțit în doi pentru a dubla frecvența oscilatorului față de frecvența de intrare și condensatorii de filtrare C1 și C2 trebuie să fie reduși pentru a menține aceleași constante de timp ale filtrului. Când PLL-ul este blocat, pinul de ieșire 8 este comutat la masă și activat. Nu este necesar un curent suplimentar de alimentare pentru a activa comutatorul. Iar rezistența la pornire a comutatorului este invers proporțională cu alimentarea. Intrarea are o amplitudine suficientă pentru a determina pin1 să scadă sub 2/3 Vs.
Sper că aveți o idee despre oscilatorul controlat de tensiune din articolul de mai sus, deci dacă aveți întrebări cu privire la acest concept sau la proiecte electronice lăsați secțiunea de comentarii de mai jos.
