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
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.
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
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?
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.
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.
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.
