Cos'è l'oscillatore controllato in tensione?
Un oscillatore controllato in tensione è un oscillatore con un segnale di uscita la cui uscita può essere variata in un intervallo controllato dalla tensione CC in ingresso. È un oscillatore la cui frequenza di uscita è direttamente correlata alla tensione al suo ingresso. La frequenza di oscillazione varia da pochi hertz a centinaia di GHz. Variando la tensione CC in ingresso, l'uscita frequenza del segnale prodotto viene regolato.
2 tipi di oscillatori controllati in tensione
- Oscillatori armonici: l'uscita è un segnale con una forma d'onda sinusoidale. Esempi sono gli oscillatori a cristallo e gli oscillatori a serbatoio
- Oscillatori di rilassamento: l'uscita è un segnale con forma d'onda a dente di sega o triangolare e fornisce un'ampia gamma di frequenze operative. La frequenza di uscita dipende dal tempo di carica e scarica del condensatore.
Principio di funzionamento di base del generatore di forme d'onda a dente di sega VCO
Per un oscillatore controllato in tensione che genera una forma d'onda a dente di sega, il componente principale è il condensatore che carica e scarica decide la formazione della forma d'onda di uscita. L'ingresso è dato sotto forma di una tensione che può essere controllata. Questa tensione viene convertita in un segnale di corrente e viene applicata al condensatore. Quando la corrente passa attraverso il condensatore, inizia a caricarsi e una tensione inizia a crescere attraverso di esso. Quando il condensatore si carica e la tensione ai suoi capi aumenta gradualmente, la tensione viene confrontata con una tensione di riferimento utilizzando un comparatore.
Quando la tensione del condensatore supera la tensione di riferimento, il comparatore genera un'uscita logica alta che attiva il transistor e il condensatore è collegato a terra e inizia a scaricarsi. Pertanto la forma d'onda di uscita generata è la rappresentazione della carica e della scarica del condensatore e la frequenza è controllata dalla tensione CC in ingresso.
Applicazioni di VCO
- Apparecchiature elettroniche di disturbo.
- Generatore di funzioni.
- Produzione di musica elettronica, per la produzione di diversi tipi di rumore.
- Circuito di aggancio fase.
- Sintetizzatori di frequenza, utilizzati nei circuiti di comunicazione.
Un pratico VCO - LM566
Un esempio pratico di oscillatore controllato in tensione (VCO) è l'LM566. L'LM566 è un VCO generico che può essere utilizzato per generare onde quadre e forme d'onda triangolari come tensione di ingresso in funzione.
L'LM566 è specificato per il funzionamento in un intervallo di temperatura compreso tra 0 ° C e 70 ° C. La cui frequenza è una funzione lineare di una tensione di controllo. La frequenza è controllata anche da un resistore esterno e un condensatore, i cui valori controllano la frequenza di marcia libera.
Descrizione pin:
- Pin 1: terra (GND)
- Pin 2: nessuna connessione (NC)
- Pin 3: uscita onda quadra
- Pin 4: uscita onda triangolare
- Pin 5: ingresso di modulazione
- Pin 6: resistenza di temporizzazione
- Pin 7: condensatore di temporizzazione
- Pin 8: Vcc
Caratteristiche:
- La tensione operativa massima è compresa tra 10 V e 24 V.
- Stabilità alle alte temperature
- La temperatura di esercizio è compresa tra 0 ° C e 70 ° C
- La frequenza può essere controllata utilizzando corrente, tensione, resistenza o condensatore
- La dissipazione di potenza è di 300 mV
- Eccellente rifiuto dell'alimentazione
Applicazioni:
- Generatore di funzioni
- Generatore di toni
- Modulazione FM
- Key shift di frequenza
- Generatore di clock
Funzionamento di LM566:
La figura mostra che l'IC LM566 contiene sorgenti di corrente per caricare e scaricare un condensatore esterno a una velocità impostata da un resistore esterno R1 e dalla tensione di ingresso CC modulante V.
Un condensatore da 0,001µF è collegato al pin 5 e al pin 6. Un circuito trigger di Schmitt viene utilizzato per commutare le sorgenti di corrente tra la carica e la scarica del condensatore e la tensione triangolare prodotta attraverso il condensatore e l'onda quadra dal trigger di Schmitt sono fornite come uscite attraverso amplificatori tampone. Entrambe le forme d'onda di uscita sono bufferizzate in modo che l'impedenza di uscita di ciascuna sia 50 f2. L'ampiezza tipica dell'onda triangolare e dell'onda quadra è 2,4 V da picco a picco e 5,4 V da picco. La frequenza di funzionamento libero o di funzionamento centrale, f0 è
Applicazione di VCO - Phase-Locked Loop
Cos'è il Phase Locked Loop?
È un circuito elettronico che viene utilizzato per bloccare la frequenza di uscita dell'oscillatore controllato in tensione con la frequenza di ingresso desiderata confrontando costantemente la fase della frequenza di ingresso con quella della frequenza di uscita del VCO. Il PLL viene utilizzato per generare un segnale, modulare o demodulare. Sono utilizzati principalmente nella modulazione di frequenza e nella modulazione di ampiezza. La frequenza di uscita dell'oscillatore controllato in tensione viene costantemente regolata finché non corrisponde alla frequenza di ingresso.
Come funziona un Phase Locked Loop?
Nello schema a blocchi sopra, il rilevatore di fase o PD confronta la frequenza di uscita con la frequenza di riferimento di ingresso. In caso di mancata corrispondenza, il rilevatore di fase genera un segnale di errore che viene filtrato utilizzando un filtro passa basso per rimuovere il rumore e questo segnale viene applicato all'oscillatore controllato in tensione per generare di conseguenza la frequenza di uscita. Questa frequenza di uscita è data al rilevatore di fase attraverso una divisione per N contatore che divide la frequenza di uscita per un certo numero N.
Una pratica applicazione di PLL - Tone Decoder utilizzando LM567
L'LM567 è un decodificatore di toni. Ha lo scopo di fornire un interruttore a transistor saturo a massa quando il segnale di ingresso è disponibile. È costituito da un oscillatore controllato in tensione (VCO) e dal rilevatore di fase. Un oscillatore controllato in tensione serve per verificare la frequenza centrale del decoder. I componenti esterni vengono utilizzati per impostare la frequenza centrale, la larghezza di banda e il ritardo di uscita.
Il rilevatore di fase e il VCO formano un anello ad aggancio di fase (PLL) quando il PLL è bloccato e l'ampiezza del segnale di ingresso supera una soglia preimpostata internamente, sull'uscita viene attivato un interruttore a massa.
Caratteristiche:
- Gamma di frequenza da 20 a 1 con una resistenza esterna
- Uscita compatibile con la logica con capacità di assorbimento di corrente di 100 mA
- Larghezza di banda regolabile
- Elevata reiezione di segnali fuori banda e rumore
- Immunità ai falsi segnali
- Alta frequenza centrale (Da 0,01 Hz a 500 kHz)
Il decodificatore di toni PLL LM567 ha molte applicazioni: decodifica a toni, oscillatore di precisione, monitoraggio e controllo della frequenza, demodulazione FSK a banda larga, controlli a ultrasuoni, telecomandi a corrente portante e decodificatori di cercapersone per comunicazioni.
Funzionamento del decodificatore di tono PLL LM567:
L'LM567 funziona a tensioni di alimentazione comprese tra 2 V e 9 V e frequenze di ingresso comprese tra 1 Hz e 500 kHz. Il condensatore di temporizzazione dell'oscillatore Ct deve essere diviso in due per raddoppiare la frequenza dell'oscillatore rispetto alla frequenza di ingresso e i condensatori di filtro C1 e C2 devono essere ridotti per mantenere le stesse costanti di tempo del filtro. Quando il PLL è bloccato, il pin di uscita 8 viene messo a terra e attivato. Non è necessaria alcuna corrente di alimentazione aggiuntiva per attivare l'interruttore. E la resistenza ON dell'interruttore è inversamente proporzionale all'alimentazione. L'ingresso ha un'ampiezza sufficiente per far scendere il pin1 al di sotto di 2/3 Vs.
Spero che tu abbia un'idea dell'oscillatore controllato in tensione dall'articolo sopra, quindi se hai domande su questo concetto o sull'elettricità e progetti elettronici lascia la sezione commenti qui sotto.
