Kas ir sprieguma kontrolēts oscilators?
Sprieguma kontrolēts oscilators ir oscilators ar izejas signālu, kura izeju var mainīt diapazonā, kuru kontrolē ieejas līdzstrāvas spriegums. Tas ir oscilators, kura izejas frekvence ir tieši saistīta ar spriegumu tā ieejā. Svārstību frekvence svārstās no dažiem herciem līdz simtiem GHz. Mainot ieejas līdzstrāvas spriegumu, izeju signāla biežums tiek koriģēts.
2 sprieguma kontrolējamo oscilatoru veidi
- Harmoniskie oscilatori: izeja ir signāls ar sinusoidālu viļņu formu. Piemēri ir kristāla oscilatori un tvertnes oscilatori
- Relaksācijas oscilatori: izeja ir signāls ar zāģa vai trīsstūra viļņu formu un nodrošina plašu darbības frekvenču diapazonu. Izejas frekvence ir atkarīga no kondensatora uzlādes un izlādes laika.
Zāģa zobu viļņu ģeneratora VCO pamatdarbības princips
Sprieguma kontrolētam oscilatoram, kas ģenerē zāģa viļņu formu, galvenā sastāvdaļa ir kondensators, kurš uzlādējas un izlādējas, izlemjot par izejas viļņu formu. Ieeja tiek dota kā spriegums, kuru var kontrolēt. Šis spriegums tiek pārveidots par strāvas signālu un tiek piemērots kondensatoram. Kad strāva iet cauri kondensatoram, tā sāk uzlādēt, un pāri tai sāk veidoties spriegums. Tā kā kondensators uzlādējas un spriegums tajā pakāpeniski palielinās, izmantojot salīdzinātāju, spriegumu salīdzina ar atsauces spriegumu.
Kad kondensatora spriegums pārsniedz atsauces spriegumu, salīdzinātājs rada lielu loģisko izeju, kas iedarbina tranzistoru, un kondensators ir savienots ar zemi un sāk izlādēties. Tādējādi radītā izejas viļņu forma ir kondensatora uzlādes un izlādes attēls, un frekvenci kontrolē ieejas līdzstrāvas spriegums.
VCO pielietojumi
- Elektroniskās traucēšanas iekārtas.
- Funkciju ģenerators.
- Elektroniskās mūzikas producēšana dažāda veida trokšņu ražošanai.
- Fāzes bloķēta cilpa.
- Frekvenču sintezatori, ko izmanto sakaru ķēdēs.
Praktiska VCO - LM566
Praktisks sprieguma kontrolēta oscilatora (VCO) piemērs ir LM566. LM566 ir vispārējas nozīmes VCO, ko var izmantot, lai ģenerētu kvadrātveida un trīsstūra viļņu formas kā funkcijas ieejas spriegumu.
LM566 ir paredzēts darbam temperatūras diapazonā no 0 ° C līdz 70 ° C. Tā frekvence ir kontrolējošā sprieguma lineārā funkcija. Frekvenci kontrolē arī ārējs rezistors un kondensators, kuru vērtības kontrolē brīvi darbojošos frekvenci.
Piespraudes apraksts:
- 1. tapa: zeme (GND)
- 2. tapa: nav savienojuma (NC)
- 3. tapa: kvadrātveida viļņu izeja
- 4. tapa: trīsstūra viļņu izeja
- 5. tapa: modulācijas ievade
- 6. tapa: laika rezistors
- 7. tapa: laika kondensators
- 8. tapa: Vcc
Iespējas:
- Maksimālais darba spriegums ir no 10 V līdz 24 V
- Stabilitāte augstā temperatūrā
- Darba temperatūra ir no 0 ° C līdz 70 ° C
- Frekvenci var kontrolēt, izmantojot strāvu, spriegumu, rezistoru vai kondensatoru
- Jaudas izkliede ir 300mV
- Izcili barošanas avota noraidīšana
Pielietojums:
- Funkciju ģenerators
- Toņu ģenerators
- FM modulācija
- Frekvences maiņas taustiņu ievadīšana
- Pulksteņa ģenerators
LM566 darbība:
Attēlā redzams, ka LM566 IC satur strāvas avotus ārējā kondensatora uzlādēšanai un izlādēšanai ar ātrumu, ko nosaka ārējais rezistors R1 un modulējošais līdzstrāvas ieejas spriegums V.
5. un 6. tapai ir pievienots 0,001 μF kondensators. Schmitt sprūda ķēde tiek izmantota, lai pārslēgtu strāvas avotus starp kondensatora uzlādi un izlādi, un trīsstūra spriegums, kas rodas pāri kondensatoram, un kvadrātveida viļņi no Schmitt sprūda tiek nodrošināti kā izejas caur bufera pastiprinātāji. Abas izejas viļņu formas tiek buferētas tā, lai katras izejas pretestība būtu 50 f2. Trīsstūra viļņa un kvadrātveida viļņa tipiskais lielums ir 2,4 V līdz maksimumam un 5,4 V maksimums. Brīvi darbojošā vai centra darbības frekvence, f0 ir
VCO pielietošana - fāzes bloķēta cilpa
Kas ir fāzes bloķēta cilpa?
Tā ir elektroniska shēma, ko izmanto, lai bloķētu sprieguma kontrolētā oscilatora izejas frekvenci ar vēlamo ieejas frekvenci, pastāvīgi salīdzinot ieejas frekvences fāzi ar VCO izejas frekvences fāzi. PLL tiek izmantots signāla ģenerēšanai, tā modulēšanai vai demodulēšanai. Tos galvenokārt izmanto frekvences modulācijā un amplitūdas modulācijā. Sprieguma kontrolēta oscilatora izejas frekvence tiek pastāvīgi noregulēta, līdz tā saskan ar ieejas frekvenci.
Kā darbojas fāzes bloķēta cilpa?
Iepriekš minētajā blokshēmā PD vai fāzes detektors izejas frekvenci salīdzina ar ieejas atskaites frekvenci. Jebkuras neatbilstības gadījumā fāzes detektors ģenerē kļūdas signālu, kas tiek filtrēts, izmantojot zemas caurlaidības filtru, lai noņemtu troksni, un šis signāls tiek piemērots sprieguma kontrolētajam oscilatoram, lai attiecīgi ģenerētu izejas frekvenci. Šī izejas frekvence tiek piešķirta fāzes detektoram, izmantojot dalītāju ar N skaitītāju, kas izejas frekvenci dala ar noteiktu N skaitli.
PLL - toņu dekodera praktiska lietošana, izmantojot LM567
LM567 ir toņu dekodētājs. Ir paredzēts piesātināta tranzistora slēdzi dot zemei, kad ir pieejams ieejas signāls. Tas sastāv no sprieguma kontrolēta oscilatora (VCO) un fāzes detektora. Sprieguma kontrolēts oscilators ir paredzēts, lai pārbaudītu dekodera centrālo frekvenci. Ārējos komponentus izmanto, lai iestatītu centra frekvenci, joslas platumu un izejas kavēšanos.
Fāzes detektors un VCO veido fāzē bloķētu cilpu (PLL), kad PLL ir bloķēts un ieejas signāla amplitūda pārsniedz iekšēji iepriekš iestatītu slieksni, izejā tiek aktivizēts slēdzis uz zemi.
Iespējas:
- 20 līdz 1 frekvenču diapazons ar ārēju rezistoru
- Ar loģiku saderīga izeja ar 100mA strāvas nogrimšanas spēju
- Pielāgojams joslas platums
- Augsts joslas signālu un trokšņu noraidījums
- Imunitāte pret viltus signāliem
- Augsta centra frekvence (No 0,01 Hz līdz 500 kHz)
LM567 PLL toņu dekodētājam ir daudz lietojumprogrammu, tie ir skārienjūtīgā dekodēšana, precīzijas oscilators, frekvences uzraudzība un vadība, platjoslas FSK demodulācija, ultraskaņas vadība, nesēja strāvas tālvadības pultis un sakaru peidžeru dekoderi.
LM567 PLL toņu dekodētāja darbība:
LM567 darbojas ar barošanas spriegumu no 2V līdz 9V un ieejas frekvencēm no 1 Hz līdz 500 kHz. Oscilatora laika kondensators Ct ir jāsadala divos, lai divkāršotu oscilatora frekvenci attiecībā pret ieejas frekvenci, un jāsamazina filtru kondensatori C1 un C2, lai uzturētu vienādas filtra laika konstantes. Kad PLL ir bloķēts, izejas tapu 8 pārslēdz uz zemi un aktivizē. Slēdža aktivizēšanai nav nepieciešama papildu barošanas strāva. Un slēdža ON pretestība ir apgriezti proporcionāla barošanai. Ieejai ir pietiekama amplitūda, lai spraudnis1 nokristu zem 2/3 Vs.
Es ceru, ka jums ir ideja par sprieguma kontrolētu oscilatoru no iepriekš minētā raksta, tāpēc, ja jums ir kādi jautājumi par šo koncepciju vai par elektrisko un elektroniskie projekti atstājiet komentāru sadaļu zemāk.
