Spenningsstyrt oscillator - Bruk av VCO, arbeid og applikasjon

Hva er spenningsstyrt oscillator?

En spenningsstyrt oscillator er en oscillator med et utgangssignal hvis utgang kan varieres over et område, som styres av inngangs DC-spenningen. Det er en oscillator hvis utgangsfrekvens er direkte relatert til spenningen ved inngangen. Svingerfrekvensen varierer fra få hertz til hundrevis av GHz. Ved å variere inngangs DC-spenningen, utgangen frekvens av signalet produsert er justert.

2 typer spenningsstyrte oscillatorer

• Harmoniske oscillatorer: Utgangen er et signal med en sinusformet bølgeform. Eksempler er krystalloscillatorer og tankoscillatorer
• Avspenningsoscillatorer: Utgangen er et signal med en sagtann eller trekantet bølgeform og gir et bredt spekter av operasjonsfrekvenser. Utgangsfrekvensen avhenger av tidspunktet for lading og utlading av kondensatoren.

Grunnleggende arbeidsprinsipp for sagtannbølgeformgenerator VCO

For en spenningsstyrt oscillator som genererer en sagtannbølgeform, er hovedkomponenten kondensatoren som lader og tømmer, bestemmer dannelsen av utgangsbølgeformen. Inngangen er gitt i form av en spenning som kan kontrolleres. Denne spenningen blir konvertert til et strømsignal og tilføres kondensatoren. Når strømmen går gjennom kondensatoren, begynner den å lade og en spenning begynner å bygge over den. Når kondensatoren lades og spenningen over den øker gradvis, sammenlignes spenningen med en referansespenning ved hjelp av en komparator.

Når kondensatorspenningen overstiger referansespenningen, genererer komparatoren en høy logisk utgang som utløser transistoren, og kondensatoren er koblet til bakken og begynner å tømmes. Dermed er den genererte utgangsbølgeformen representasjonen for lading og utlading av kondensatoren, og frekvensen styres av inngangsspenningen.

Anvendelser av VCO

• Elektronisk fastkjøringsutstyr.
• Funksjonsgenerator.
• Produksjon av elektronisk musikk, for produksjon av forskjellige typer støy.
• Faselåst sløyfe.
• Frekvenssyntetiser, brukt i kommunikasjonskretser.

En praktisk VCO - LM566

Et praktisk eksempel på en spenningsstyrt oscillator (VCO) er LM566. LM566 er en generell VCO som kan brukes til å generere firkantbølge og trekantede bølgeformer som en funksjonsinngangsspenning.

LM566 er spesifisert for drift over 0 ° C til 70 ° C temperaturområde. Frekvensen er en lineær funksjon av en kontrollspenning. Frekvensen styres også av en ekstern motstand og kondensator, hvis verdier styrer den frittgående frekvensen.

Pin Beskrivelse:

• Pin 1: Ground (GND)
• Pin 2: Ingen tilkobling (NC)
• Pin 3: Firkantbølgeutgang
• Pin 4: Trekantet bølgeutgang
• Pin 5: Modulasjonsinngang
• Pin 6: Timing motstand
• Pin 7: Tidskondensator
• Pin 8: Vcc

Egenskaper:

• Maksimal driftsspenning er 10V til 24V
• Høy temperatur stabilitet
• Driftstemperaturen er 0˚C til 70˚C
• Frekvensen kan styres ved hjelp av strøm, spenning, motstand eller kondensator
• Kraftspredning er 300mV
• Utmerket avvisning av strømforsyning

Applikasjoner:

• Funksjonsgenerator
• Tonegenerator
• FM-modulering
• Tasting av frekvensskift
• Klokkegenerator

Arbeid av LM566:

Figuren viser at LM566 IC inneholder strømkilder for å lade og lade ut en ekstern kondensator med en hastighet som er innstilt av en ekstern motstand R1 og den modulerende DC-inngangsspenningen V.

En kondensator på 0,001 µF er koblet til pinne 5 og pinne 6. En Schmitt-utløserkrets brukes til å bytte strømkildene mellom lading og utlading av kondensatoren, og den trekantede spenningen som produseres over kondensatoren og firkantbølgen fra Schmitt-utløseren er gitt som utganger gjennom bufferforsterkere. Begge utgangsbølgeformene er bufret slik at utgangsimpedansen til hver er 50 f2. Den typiske størrelsen på den trekantede bølgen og firkantbølgen er 2,4Vtopp til topp og 5,4Vtopp til topp. Frittløpende eller senterdriftsfrekvens, f0 er

Anvendelse av VCO - faselåst sløyfe

Hva er den faselåste sløyfen?

Det er en elektronisk krets som brukes til å låse utgangsfrekvensen til den spenningsstyrte oscillatoren med ønsket inngangsfrekvens ved kontinuerlig å sammenligne fasen til inngangsfrekvensen med utgangsfrekvensen til VCO. PLL brukes til å generere et signal, modulere eller demodulere det. De brukes hovedsakelig i frekvensmodulering og amplitudemodulering. Utgangsfrekvensen til den spenningsstyrte oscillatoren justeres konstant til den samsvarer med inngangsfrekvensen.

Hvordan fungerer en faselåst sløyfe?

I blokkdiagrammet ovenfor sammenligner PD eller fasedetektor utgangsfrekvensen med inngangsreferansefrekvensen. I tilfelle misforhold genererer fasedetektoren et feilsignal som filtreres ved hjelp av et lavpassfilter for å fjerne støyen, og dette signalet tilføres den spenningsstyrte oscillatoren for å generere utgangsfrekvensen. Denne utgangsfrekvensen blir gitt til fasedetektoren gjennom en divisjon med N-teller som deler utgangsfrekvensen med et bestemt antall N.

En praktisk anvendelse av PLL - tonedekoder ved bruk av LM567

LM567 er en tonedekoder. Det er ment å gi en mettet transistorbryter til bakken når inngangssignalet er tilgjengelig. Den består av en spenningsstyrt oscillator (VCO) og fasedetektoren. En spenningsstyrt oscillator skal verifisere dekoderens senterfrekvens. Eksterne komponenter brukes til å stille senterfrekvens, båndbredde og utgangsforsinkelse.

Fasedetektoren og VCO danner en faselåst sløyfe (PLL) når PLL er låst og inngangssignalamplituden overstiger en intern forhåndsinnstilt terskel, en bryter til bakken aktiveres på utgangen.

Egenskaper:

• 20 til 1 frekvensområde med en ekstern motstand
• Logikkompatibel utgang med kapasitet på 100 mA
• Justerbar båndbredde
• Høy avvisning av signaler og støy utenfor båndet
• Immunitet mot falske signaler
• Høy senterfrekvens (0,01 Hz til 500 kHz)

LM567 PLL-tonedekoderen har mange applikasjoner, de er berøringstonekoding, presisjonsoscillator, frekvensovervåking og kontroll, bredbånds FSK-demodulering, ultralydkontroller, bærerens nåværende fjernkontroller og kommunikasjonssøydekodere.

Arbeid med LM567 PLL tonedekoder:

LM567 drives med forsyningsspenninger på 2V til 9V og inngangsfrekvenser fra 1 Hz til 500 kHz. Oscillatorens tidskondensator Ct må deles i to for å doble oscillatorfrekvensen i forhold til inngangsfrekvensen, og filterkondensatorene C1 og C2 må reduseres for å opprettholde de samme filtertidskonstantene. Når PLL er låst, bytter utgangsstiftet 8 til jord og aktiveres. Det kreves ingen ekstra strøm for å aktivere bryteren. Og PÅ-motstanden til bryteren er omvendt proporsjonal med forsyningen. Inngangen har tilstrekkelig amplitude til at pin1 faller under 2/3 Vs.

Jeg håper du har en ide om den spenningsstyrte oscillatoren fra artikkelen ovenfor, så hvis du har spørsmål om dette konseptet eller om det elektriske og elektroniske prosjekter la kommentarfeltet nedenfor.