Осцилатор с контролирано напрежение - Използване на VCO, работа и приложение

Осцилатор с контролирано напрежение - Използване на VCO, работа и приложение

Какво е осцилатор с контролирано напрежение?

Контролиран по напрежение генератор е генератор с изходен сигнал, чийто изход може да варира в диапазон, който се контролира от входното постояннотоково напрежение. Това е осцилатор, чиято изходна честота е пряко свързана с напрежението на входа му. Честотата на трептене варира от няколко херца до стотици GHz. Чрез промяна на входното DC напрежение, на изхода честота на сигнала произведеното се коригира.



2 вида осцилатори с контролирано напрежение

  • Хармонични осцилатори: Изходът е сигнал със синусоидална форма на вълната. Примери за това са кристални осцилатори и резервоарни осцилатори
  • Релаксационни осцилатори: Изходът е сигнал с трион или триъгълна форма на вълната и осигурява широк диапазон от оперативни честоти. Изходната честота зависи от времето на зареждане и разреждане на кондензатора.

Основен принцип на работа на генератора на сигнали VCO на Sawtooth

VCO

За осцилатор, управляван от напрежение, генериращ триъгълна форма на вълната, основният компонент е кондензаторът, който зареждането и разреждането решава формирането на изходната форма на вълната. Входът се дава под формата на напрежение, което може да се контролира. Това напрежение се преобразува в токов сигнал и се прилага към кондензатора. Тъй като токът преминава през кондензатора, той започва да се зарежда и напрежението започва да се натрупва върху него. Тъй като кондензаторът се зарежда и напрежението в него нараства постепенно, напрежението се сравнява с референтното напрежение с помощта на компаратор.




Когато напрежението на кондензатора надвиши еталонното напрежение, компараторът генерира висок логически изход, който задейства транзистора и кондензаторът е свързан към земята и започва да се разрежда. По този начин генерираната форма на изходна вълна е представяне на зареждането и разреждането на кондензатора и честотата се контролира от входното напрежение на постоянен ток.

Приложения на VCO

  • Електронно заглушаващо оборудване.
  • Генератор на функции.
  • Производство на електронна музика за производство на различни видове шум.
  • Фазово заключен контур.
  • Честотни синтезатори, използвани в комуникационни вериги.

Практичен VCO - LM566

Практичен пример за осцилатор с контролирано напрежение (VCO) е LM566. LM566 е VCO с общо предназначение, който може да се използва за генериране на квадратни вълни и триъгълни форми на вълната като входно напрежение за функция.



LM566 е предназначен за работа при температурен диапазон от 0˚C до 70˚C. Честотата на която е линейна функция на управляващо напрежение. Честотата се контролира и от външен резистор и кондензатор, чиито стойности контролират честотата на свободно движение.

556 VCO

Описание на щифта:

  • ПИН 1: Земя (GND)
  • ПИН 2: Няма връзка (NC)
  • ПИН 3: Изход с квадратна вълна
  • ПИН 4: Изход на триъгълна вълна
  • ПИН 5: Вход за модулация
  • Pin 6: Резистор за синхронизация
  • ПИН 7: Кондензатор за синхронизация
  • ПИН 8: Vcc

Характеристика:

  • Максималното работно напрежение е 10V до 24V
  • Стабилност при висока температура
  • Работната температура е от 0˚C до 70˚C
  • Честотата може да се контролира с помощта на ток, напрежение, резистор или кондензатор
  • Разсейването на мощността е 300mV
  • Отлично отхвърляне на захранването

Приложения:

  • Генератор на функции
  • Генератор на тонове
  • FM модулация
  • Честотно превключване
  • Часовник генератор

Работа на LM566:

Фигурата показва, че LM566 IC съдържа източници на ток за зареждане и разреждане на външен кондензатор със скорост, зададена от външен резистор R1 и модулиращото постояннотоково входно напрежение V.


Кондензатор 0,001µF е свързан към щифт 5 и щифт 6. Схема на спусъка на Schmitt се използва за превключване на източниците на ток между зареждане и разреждане на кондензатора и триъгълното напрежение, произведено през кондензатора и квадратната вълна от спусъка на Schmitt, се осигуряват като изходи през буферни усилватели. И двете изходни форми на вълната са буферирани, така че изходният импеданс на всяка да е 50 f2. Типичната величина на триъгълната вълна и квадратната вълна е 2.4Vpeak до пик и 5.4Vpeak до пика. Свободно работещата или централно работеща честота f0 е

566 VCO екв 566 VCO схема

Прилагане на VCO - фазова блокировка

Какво представлява фазовата верига?

Това е електронна схема, която се използва за заключване на изходната честота на управляваното с напрежение генератор с желаната входна честота чрез постоянно сравняване на фазата на входната честота с тази на изходната честота на VCO. PLL се използва за генериране на сигнал, модулиране или демодулация. Те се използват главно в честотна модулация и амплитудна модулация. Изходната честота на осцилатора, контролиран с напрежение, се регулира постоянно, докато съвпада с входната честота.

Как работи фазово заключен цикъл?

PLL

В горната блок-схема PD или Phase detector сравнява изходната честота с входната референтна честота. В случай на несъответствие, фазовият детектор генерира сигнал за грешка, който се филтрира с помощта на нискочестотен филтър за премахване на шума и този сигнал се прилага към осцилатора с контролирано напрежение, за да генерира съответно изходната честота. Тази изходна честота се дава на фазовия детектор чрез деление на N брояч, който разделя изходната честота на определено число N.

Практическо приложение на PLL - декодер на тонове, използващ LM567

LM567 е декодер на тонове. Предназначен е за подаване на наситен транзисторен превключвател към земята, когато е наличен входният сигнал. Състои се от осцилатор с контролирано напрежение (VCO) и фазов детектор. Осцилатор с контролирано напрежение е да провери централната честота на декодера. Външните компоненти се използват за задаване на централната честота, честотна лента и изходно забавяне.

LM567 PLL декодер за тон

Фазовият детектор и VCO образуват фазово заключен контур (PLL), когато PLL е заключен и амплитудата на входния сигнал надвишава предварително зададения вътрешно праг, на изхода се активира превключвател към земята.

Характеристика:

  • 20 до 1 честотен диапазон с външен резистор
  • Съвместим с логика изход с възможност за потискане на тока 100 mA
  • Регулируема честотна лента
  • Силно отхвърляне на сигнали и шум извън обхвата
  • Имунитет срещу фалшиви сигнали
  • Висока централна честота (0,01 Hz до 500 kHz)

Тоналният декодер LM567 PLL има много приложения, те са декодиране с докосване на тона, прецизен осцилатор, мониторинг и контрол на честотата, широколентова демодулация на FSK, ултразвукови контроли, дистанционни управления с текущ ток и комуникационни декодери за пейджинг.

Работа на LM567 PLL тон декодер:

LM567 работи при захранващи напрежения от 2V до 9V ​​и входни честоти, вариращи от 1 Hz до 500 kHz. Кондензаторът за синхронизация на осцилатора Ct трябва да бъде разделен на две, за да се удвои честотата на осцилатора спрямо входната честота, а кондензаторите C1 и C2 на филтъра трябва да бъдат намалени, за да се поддържат същите константи на времето на филтъра. Когато PLL е заключен, изходният щифт 8 се превключва на земята и се активира. Не е необходим допълнителен захранващ ток за активиране на превключвателя. А съпротивлението при включване на превключвателя е обратно пропорционално на захранването. Входът има достатъчна амплитуда, за да накара pin1 да падне под 2/3 Vs.

Работа на LM567 PLL тон декодер

Надявам се, че имате представа за осцилатора с контролирано напрежение от горната статия, така че ако имате някакви въпроси относно тази концепция или относно електрическите и електронни проекти оставете раздела за коментари по-долу.