Feszültségvezérelt oszcillátor - VCO használata, munka és alkalmazás

Mi az a feszültségvezérelt oszcillátor?

A feszültségvezérelt oszcillátor olyan kimenőjelű oszcillátor, amelynek kimenete egy tartományon belül változtatható, amelyet a bemeneti egyenfeszültség vezérel. Ez egy oszcillátor, amelynek kimeneti frekvenciája közvetlenül függ a bemenetén lévő feszültségtől. Az oszcillációs frekvencia néhány herctől a több száz GHz-ig változik. A bemeneti egyenfeszültség, a kimenet változtatásával a jel frekvenciája gyártják.

2 feszültségvezérelt oszcillátor típusa

• Harmonikus oszcillátorok: A kimenet szinuszos hullámformájú jel. Ilyenek például a kristályoszcillátorok és a tartályoszcillátorok
• Relaxációs oszcillátorok: A kimenet egy fűrészfog vagy háromszög alakú hullámformájú jel, amely a működési frekvenciák széles skáláját biztosítja. A kimeneti frekvencia a kondenzátor töltésének és kisütésének idejétől függ.

A VCO fűrészfog-hullámalakú generátor alapvető működési elve

Fűrészfog-hullámformát generáló feszültségvezérelt oszcillátor esetében a fő komponens az a kondenzátor, aki tölt és lemeríti a kimeneti hullámforma kialakulását. A bemenet szabályozható feszültség formájában van megadva. Ezt a feszültséget áramjelgé alakítják, és a kondenzátorra vezetik. Amint az áram áthalad a kondenzátoron, elkezd töltődni, és feszültség kezd épülni rajta. Ahogy a kondenzátor töltése és a rajta lévő feszültség fokozatosan növekszik, a feszültséget összehasonlító berendezéssel összehasonlítjuk a referenciafeszültséggel.

Amikor a kondenzátor feszültsége meghaladja a referenciafeszültséget, az összehasonlító magas logikai kimenetet generál, amely beindítja a tranzisztort, és a kondenzátor a földhöz csatlakozik, és megkezdi a kisütést. Így a generált kimeneti hullámforma a kondenzátor töltésének és kisütésének ábrázolása, és a frekvenciát a bemenő egyenfeszültség vezérli.

A VCO alkalmazásai

• Elektronikus zavaró berendezések.
• Funkciógenerátor.
• Elektronikus zene gyártása különböző típusú zajok előállításához.
• Fáziszárt hurok.
• Kommunikációs áramkörökben használt frekvenciaszintetizátorok.

Gyakorlati VCO - LM566

A feszültségvezérelt oszcillátor (VCO) gyakorlati példája az LM566. Az LM566 egy általános célú VCO, amelyet négyzethullámú és háromszög alakú hullámalakok előállítására lehet használni a bemeneti függvény függvényében.

Az LM566 0 ° C és 70 ° C közötti hőmérséklet-tartományban történő működésre van előírva. Ennek frekvenciája a vezérlő feszültség lineáris függvénye. A frekvenciát egy külső ellenállás és kondenzátor is szabályozza, amelyek értéke szabályozza a szabadon futó frekvenciát.

PIN leírás:

• 1. tű: Föld (GND)
• 2. tű: Nincs kapcsolat (NC)
• 3. tű: Szögletes hullám kimenet
• 4. tű: Háromszög hullám kimenet
• 5. tű: modulációs bemenet
• 6. tű: Időzítő ellenállás
• 7. tű: Időzítő kondenzátor
• 8. tű: Vcc

Jellemzők:

• A maximális üzemi feszültség 10–24 V
• Magas hőmérsékleten stabilitás
• Az üzemi hőmérséklet 0 ° C és 70 ° C között van
• A frekvencia vezérelhető áram, feszültség, ellenállás vagy kondenzátor segítségével
• Az áramelvezetés 300mV
• Kiváló áramellátás elutasítása

Alkalmazások:

• Funkciógenerátor
• Hanggenerátor
• FM moduláció
• Frekvenciaeltolásos billentyűzés
• Óra generátor

Az LM566 működése:

Az ábrán látható, hogy az LM566 IC áramforrásokat tartalmaz egy külső kondenzátor feltöltésére és kisütésére egy R1 külső ellenállás és a moduláló V egyenfeszültség bemeneti feszültség által meghatározott sebességgel.

0,001 µF kondenzátor van csatlakoztatva az 5. és a 6. érintkezőhöz. A Schmitt-kioldó áramkört használják az áramforrások átkapcsolására a kondenzátor feltöltése és kisütése között, és a kondenzátoron keletkező háromszög feszültség és a Schmitt-trigger négyzethulláma kimenetként puffererősítők. Mindkét kimeneti hullámforma pufferolva van, így mindegyik kimeneti impedanciája 50 f2. A háromszög alakú hullám és a négyzet alakú hullám tipikus nagysága 2,4 V csúcs és 5,4 V csúcs között van. A szabadon futó vagy középen működő frekvencia, f0

A VCO alkalmazása - fáziszárt hurok

Mi a fáziszárt hurok?

Ez egy elektronikus áramkör, amelyet a feszültségvezérelt oszcillátor kimeneti frekvenciájának a kívánt bemeneti frekvenciával történő rögzítésére használnak, a bemeneti frekvencia fázisának állandó összehasonlításával a VCO kimeneti frekvenciájával. A PLL-t jel előállítására, modulálására vagy demodulálására használják. Elsősorban frekvencia modulációban és amplitúdó modulációban használják őket. A feszültségvezérelt oszcillátor kimeneti frekvenciáját folyamatosan állítják be, amíg meg nem egyezik a bemeneti frekvenciával.

Hogyan működik a fáziszárt hurok?

A fenti blokkdiagramon a PD vagy a fázis detektor összehasonlítja a kimeneti frekvenciát a bemeneti referencia frekvenciával. Bármilyen eltérés esetén a fázisérzékelő hibajelt generál, amelyet aluláteresztő szűrővel szűrnek a zaj eltávolítására, és ezt a jelet a feszültségvezérelt oszcillátorra vezetik, hogy ennek megfelelően előállítsák a kimeneti frekvenciát. Ezt a kimeneti frekvenciát a fázisérzékelő kapja meg egy N számlálóval történő osztással, amely elosztja a kimeneti frekvenciát egy bizonyos N számmal.

A PLL - Tone Decoder gyakorlati alkalmazása az LM567 segítségével

Az LM567 egy hangdekóder. A telített tranzisztoros kapcsolót a földre kell irányítani, amikor a bemeneti jel rendelkezésre áll. Ez egy feszültségvezérelt oszcillátorból (VCO) és a fázisérzékelőből áll. Feszültségvezérelt oszcillátornak kell ellenőriznie a dekóder középfrekvenciáját. A középső frekvencia, a sávszélesség és a kimeneti késleltetés beállításához külső komponenseket használnak.

A fázisérzékelő és a VCO fáziszárt hurkot (PLL) alkot, ha a PLL zárolva van, és a bemeneti jel amplitúdója meghaladja a belső előre beállított küszöbértéket, a kimeneten a földre kapcsolás aktiválódik.

Jellemzők:

• 20–1 frekvenciatartomány külső ellenállással
• Logikával kompatibilis kimenet 100mA áramerősséggel
• Állítható sávszélesség
• A sávon kívüli jelek és zaj magas elutasítása
• Immunitás a hamis jelekkel szemben
• Nagy középfrekvencia (0,01 Hz - 500 kHz)

Az LM567 PLL hangdekóder számos alkalmazással rendelkezik: érintéses dekódolás, precíziós oszcillátor, frekvencia monitorozás és vezérlés, szélessávú FSK demoduláció, ultrahangos vezérlés, vivőáramú távvezérlők és kommunikációs személyhívó dekóderek.

Az LM567 PLL hangdekóder működése:

Az LM567 2–9 V tápfeszültségen és 1 Hz és 500 kHz közötti bemeneti frekvenciákon működik. A Ct oszcillátor időzítő kondenzátort ketté kell osztani, hogy megduplázzuk az oszcillátor frekvenciáját a bemeneti frekvenciához képest, és a C1 és C2 szűrőkondenzátorokat csökkenteni kell, hogy ugyanazok a szűrőidőállandók fennmaradjanak. Ha a PLL zárolva van, akkor a 8 kimeneti tüskét földre kapcsolják és aktiválják. A kapcsoló aktiválásához nincs szükség további tápfeszültségre. És a kapcsoló BE ellenállása fordítottan arányos az áramellátással. A bemenetnek elegendő amplitúdója van ahhoz, hogy a pin1 2/3 Vs alá essen.

Remélem, hogy van egy ötlete a feszültségvezérelt oszcillátorról a fenti cikkből, így ha bármilyen kérdése van ezzel a koncepcióval vagy az elektromos és elektronikus projektek hagyja el az alábbi megjegyzések részt.