Vad är spänningsstyrd oscillator?
En spänningsstyrd oscillator är en oscillator med en utsignal vars utsignal kan varieras över ett område som styrs av ingångens likspänning. Det är en oscillator vars utfrekvens är direkt relaterad till spänningen vid dess ingång. Svängningsfrekvensen varierar från några hertz till hundratals GHz. Genom att variera ingångens likspänning, utgången signalens frekvens produceras justeras.
2 typer av spänningsstyrda oscillatorer
- Harmoniska oscillatorer: Utgången är en signal med en sinusformad vågform. Exempel är kristalloscillatorer och tankoscillatorer
- Avslappningsoscillatorer: Utgången är en signal med en sågtand eller triangulär vågform och ger ett brett spektrum av operativa frekvenser. Utgångsfrekvensen beror på tidpunkten för laddning och urladdning av kondensatorn.
Grundläggande arbetsprincip för Sawtooth waveform generator VCO
För en spänningsstyrd oscillator som genererar en sågtandvågform är huvudkomponenten kondensatorn som laddar och urladdar bestämmer bildningen av utgångsvågformen. Ingången ges i form av en spänning som kan styras. Denna spänning omvandlas till en strömsignal och appliceras på kondensatorn. När strömmen passerar genom kondensatorn börjar den laddas och en spänning börjar byggas över den. När kondensatorn laddas och spänningen över den ökar gradvis jämförs spänningen med en referensspänning med hjälp av en komparator.
När kondensatorspänningen överstiger referensspänningen genererar komparatorn en hög logisk utgång som utlöser transistorn och kondensatorn är ansluten till marken och börjar urladdas. Sålunda genereras den utgående vågformen som representerar laddning och urladdning av kondensatorn och frekvensen styrs av ingångsspänningen.
Tillämpningar av VCO
- Elektronisk störningsutrustning.
- Funktionsgenerator.
- Produktion av elektronisk musik för produktion av olika typer av buller.
- Faslåst slinga.
- Frekvenssyntetiserare, används i kommunikationskretsar.
En praktisk VCO - LM566
Ett praktiskt exempel på en spänningsstyrd oscillator (VCO) är LM566. LM566 är ett allmänt VCO som kan användas för att generera fyrkantvåg och triangulära vågformer som en funktionsingångsspänning.
LM566 är specificerad för drift över 0 ° C till 70 ° C temperaturområde. Frekvensen är en linjär funktion av en styrspänning. Frekvensen styrs också av ett externt motstånd och en kondensator, vars värden styr den frittgående frekvensen.
Stiftbeskrivning:
- Stift 1: Mark (GND)
- Stift 2: Ingen anslutning (NC)
- Stift 3: Fyrkantig vågutgång
- Stift 4: Triangulär vågutgång
- Stift 5: Modulationsingång
- Stift 6: Tidsmotstånd
- Stift 7: Tidkondensator
- Stift 8: Vcc
Funktioner:
- Den maximala driftspänningen är 10V till 24V
- Hög temperaturstabilitet
- Arbetstemperaturen är 0 ° C till 70 ° C
- Frekvensen kan styras med ström, spänning, motstånd eller kondensator
- Effektförlust är 300mV
- Excellent avslag på strömförsörjning
Tillämpningar:
- Funktionsgenerator
- Tongenerator
- FM-modulering
- Frekvensskiftnyckling
- Klockgenerator
Arbeta med LM566:
Figuren visar att LM566 IC innehåller strömkällor för laddning och urladdning av en extern kondensator med en hastighet inställd av ett externt motstånd R1 och den modulerande likströmsspänningen V.
En kondensator på 0,001 µF är ansluten till stift 5 och stift 6. En Schmitt-utlösarkrets används för att växla strömkällorna mellan laddning och urladdning av kondensatorn och den triangulära spänningen som produceras över kondensatorn och fyrkantvåg från Schmitt-utlösaren tillhandahålls som utgångar genom buffertförstärkare. Båda utgångsvågformerna är buffrade så att utgångsimpedansen för var och en är 50 f2. Den typiska storleken på den triangulära vågen och fyrkantsvågen är 2,4V topp till topp och 5,4V topp till topp. Den frikörande eller centrala driftsfrekvensen, f0 är
Tillämpning av VCO - faslåst slinga
Vad är den faslåsta slingan?
Det är en elektronisk krets som används för att låsa utgångsfrekvensen för den spänningsstyrda oscillatorn med önskad ingångsfrekvens genom att ständigt jämföra fasen för ingångsfrekvensen med den för utgångsfrekvensen för VCO. PLL används för att generera en signal, modulera eller demodulera den. De används främst i frekvensmodulering och amplitudmodulering. Utgångsfrekvensen för den spänningsstyrda oscillatorn justeras ständigt tills den matchar ingångsfrekvensen.
Hur fungerar en faslåst slinga?
I ovanstående blockschema jämför PD- eller fasdetektorn utfrekvensen med ingångsreferensfrekvensen. I händelse av felaktig matchning genererar fasdetektorn en felsignal som filtreras med hjälp av ett lågpassfilter för att avlägsna bruset och denna signal appliceras på den spänningsstyrda oscillatorn för att följaktligen generera utfrekvensen. Denna utgångsfrekvens ges till fasdetektorn genom en dividerad med N-räknare som delar utfrekvensen med ett visst antal N.
En praktisk tillämpning av PLL - tonavkodare med LM567
LM567 är en tonavkodare. Det är avsett att ge en mättad transistoromkopplare till jord när insignalen är tillgänglig. Den består av en spänningsstyrd oscillator (VCO) och fasdetektorn. En spänningsstyrd oscillator är att verifiera avkodarens mittfrekvens. Externa komponenter används för att ställa in mittfrekvens, bandbredd och utgångsfördröjning.
Fasdetektorn och VCO bildar en faslåst slinga (PLL) när PLL är låst och insignalens amplitud överskrider ett internt förinställt tröskelvärde, en omkopplare till marken aktiveras på utgången.
Funktioner:
- 20 till 1 frekvensområde med ett externt motstånd
- Logik kompatibel utgång med 100mA ström-sjunkande kapacitet
- Justerbar bandbredd
- Hög avstötning av signaler och brus från bandet
- Immunitet mot falska signaler
- Hög mittfrekvens (0,01 Hz till 500 kHz)
LM567 PLL tonavkodare har många applikationer, de är avkodning för pekfärg, precisionsoscillator, frekvensövervakning och kontroll, FSK-demodulation med bredband, ultraljudskontroller, bärvågsströmfjärrkontroller och kommunikationssökningsavkodare.
Arbeta med LM567 PLL tonavkodare:
LM567 drivs med matningsspänningar på 2V till 9V och ingångsfrekvenser från 1 Hz upp till 500 kHz. Oscillatorns tidkondensator Ct måste delas upp i två för att fördubbla oscillatorfrekvensen relativt ingångsfrekvensen och filterkondensatorerna Cl och C2 måste reduceras för att bibehålla samma filtertidskonstanter. När PLL är låst växlar utgångsstiftet 8 till jord och aktiveras. Det krävs ingen ytterligare matningsström för att aktivera omkopplaren. Och PÅ-motståndet för omkopplaren är omvänt proportionell mot matningen. Ingången har tillräcklig amplitud för att få pin1 att falla under 2/3 Vs.
Jag hoppas att du har en uppfattning om den spänningsstyrda oscillatorn från artikeln ovan, så om du har frågor om detta koncept eller om den elektriska och elektroniska projekt lämna kommentarsektionen nedan.
