Oscilator z napetostnim nadzorom - uporaba VCO, delovanje in uporaba

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Kaj je oscilator z nadzorom napetosti?

Napetostno nadzorovan oscilator je oscilator z izhodnim signalom, katerega izhod je mogoče spreminjati v območju, ki ga krmili vhodna enosmerna napetost. Je oscilator, katerega izhodna frekvenca je neposredno povezana z napetostjo na njegovem vhodu. Frekvenca nihanja se giblje od nekaj herc do stotine GHz. S spreminjanjem vhodne enosmerne napetosti, izhodne frekvenca signala proizvedeni se prilagodi.

2 Vrste napetostno nadzorovanih oscilatorjev

  • Harmonični oscilatorji: Izhod je signal s sinusno valovno obliko. Primeri so kristalni oscilatorji in oscilatorji rezervoarja
  • Sprostitveni oscilatorji: Izhod je signal z žagasto ali trikotno valovno obliko in zagotavlja širok razpon delovnih frekvenc. Izhodna frekvenca je odvisna od časa polnjenja in praznjenja kondenzatorja.

Osnovno načelo delovanja žagastega generatorja valovnih oblik VCO

VCO



Za napetostno krmiljeni oscilator, ki generira žagasto valovno obliko, je glavna komponenta kondenzator, ki polni in prazni, odloča o nastanku izhodne valovne oblike. Vhod je podan v obliki napetosti, ki jo je mogoče nadzorovati. Ta napetost se pretvori v trenutni signal in se nanese na kondenzator. Ko tok prehaja skozi kondenzator, se začne polniti in napetost začne naraščati na njem. Ko se kondenzator polni in napetost na njem postopoma narašča, se napetost primerja z referenčno napetostjo s primerjalnikom.


Ko napetost kondenzatorja preseže referenčno napetost, primerjalnik ustvari visok logični izhod, ki sproži tranzistor, kondenzator pa je priključen na tla in se začne prazniti. Tako ustvarjena izhodna valovna oblika predstavlja polnjenje in praznjenje kondenzatorja, frekvenco pa nadzoruje vhodna enosmerna napetost.



Aplikacije VCO

  • Oprema za elektronsko motenje.
  • Generator funkcij.
  • Produkcija elektronske glasbe za produkcijo različnih vrst hrupa.
  • Fazno zaklenjena zanka.
  • Frekvenčni sintetizatorji, ki se uporabljajo v komunikacijskih vezjih.

Praktični VCO - LM566

Praktični primer oscilatorja z napetostnim nadzorom (VCO) je LM566. LM566 je univerzalni VCO, ki se lahko uporablja za generiranje kvadratnih in trikotnih valovnih oblik kot vhodne napetosti funkcije.

LM566 je predviden za delovanje pri temperaturnem območju od 0˚C do 70˚C. Njihova frekvenca je linearna funkcija krmilne napetosti. Frekvenco nadzorujeta tudi zunanji upor in kondenzator, katerih vrednosti nadzorujejo frekvenco prostega teka.

556 VCO

Opis zatiča:

  • Zatič 1: zemlja (GND)
  • Pin 2: Ni povezave (NC)
  • Pin 3: Izhod kvadratnega vala
  • Pin 4: Trikotni izhod valov
  • Pin 5: Modulacijski vhod
  • Zatič 6: Upor krmiljenja
  • Zatič 7: časovni kondenzator
  • Zatič 8: Vcc

Lastnosti:

  • Največja obratovalna napetost je 10V do 24V
  • Stabilnost pri visokih temperaturah
  • Delovna temperatura je od 0˚C do 70˚C
  • Frekvenco lahko nadzorujete s pomočjo toka, napetosti, upora ali kondenzatorja
  • Odvajanje moči je 300mV
  • Odlično zavrnitev napajanja

Aplikacije:

  • Generator funkcij
  • Tonski generator
  • FM modulacija
  • Tipkovnica s frekvenčnim premikom
  • Ura generator

Delovanje LM566:

Slika prikazuje, da LM566 IC vsebuje tokovne vire za polnjenje in praznjenje zunanjega kondenzatorja s hitrostjo, ki jo nastavita zunanji upor R1 in modulacijska enosmerna vhodna napetost V.


Kondenzator 0,001µF je priključen na zatič 5 in zatič 6. Schmittovo sprožilno vezje se uporablja za preklapljanje tokovnih virov med polnjenjem in praznjenjem kondenzatorja, trikotna napetost, ki nastaja na kondenzatorju in kvadratni val iz Schmittovega sprožilca, pa je zagotovljena kot izhodi skozi vmesni ojačevalniki. Obe izhodni valovni obliki sta puferirani, tako da je izhodna impedanca vsake 50 f2. Tipična velikost trikotnega in kvadratnega vala je 2,4Vpeak do vrha in 5,4Vpeak do vrha. Frekvenca prostega teka ali sredinska frekvenca f0 je

566 VCO ekv 566 VCO vezje

Uporaba VCO - fazno zaklenjena zanka

Kaj je fazno zaklenjena zanka?

To je elektronsko vezje, ki se uporablja za zaklepanje izhodne frekvence napetostno krmiljenega oscilatorja z želeno vhodno frekvenco z nenehno primerjavo faze vhodne frekvence s fazo izhodne frekvence VCO. PLL se uporablja za ustvarjanje signala, modulacijo ali demodulacijo. Uporabljajo se predvsem pri frekvenčni modulaciji in amplitudni modulaciji. Izhodna frekvenca napetostno nadzorovanega oscilatorja se nenehno prilagaja, dokler se ne ujema z vhodno frekvenco.

Kako deluje fazno zaklenjena zanka?

PLL

V zgornjem blokovnem diagramu detektor PD ali faze primerja izhodno frekvenco z vhodno referenčno frekvenco. V primeru kakršne koli neusklajenosti fazni detektor ustvari signal napake, ki se filtrira z nizkoprepustnim filtrom za odstranjevanje šuma, ta signal pa se uporabi na napetostno krmiljenem oscilatorju, da ustrezno generira izhodno frekvenco. Ta izhodna frekvenca se faznemu detektorju dodeli s števcem deljenja z N, ki deli izhodno frekvenco z določeno številko N.

Praktična uporaba PLL - dekoderja tonov z uporabo LM567

LM567 je dekodirnik tonov. Namenjen je nasičenemu tranzistorskemu stikalu na tla, ko je vhodni signal na voljo. Sestavljen je iz napetostno krmiljenega oscilatorja (VCO) in faznega detektorja. Oscilator z nadzorom napetosti mora preveriti sredinsko frekvenco dekoderja. Zunanje komponente se uporabljajo za nastavitev osrednje frekvence, pasovne širine in izhodne zakasnitve.

LM567 PLL dekodirnik tonov

Fazni detektor in VCO tvorita fazno zaklenjeno zanko (PLL), ko je PLL zaklenjen in amplituda vhodnega signala preseže notranje vnaprej nastavljen prag, se na izhodu aktivira stikalo na tla.

Lastnosti:

  • 20 do 1 frekvenčno območje z zunanjim uporom
  • Logično združljiv izhod s tokovno zmožnostjo toka 100 mA
  • Nastavljiva pasovna širina
  • Velika zavrnitev zunaj pasovnih signalov in šuma
  • Odpornost na lažne signale
  • Visoka sredinska frekvenca (0,01 Hz do 500 kHz)

Tonski dekodirnik LM567 PLL ima veliko aplikacij. To so dekodiranje na dotik, natančni oscilator, nadzor frekvence in nadzor, širokopasovna demodulacija FSK, ultrazvočni nadzor, daljinski upravljalnik trenutnega nosilca in komunikacijski dekodirniki.

Delovanje LM567 PLL dekoderja tonov:

LM567 deluje pri napajalnih napetostih od 2V do 9V in vhodnih frekvencah od 1 Hz do 500 kHz. Časovni kondenzator oscilatorja Ct je treba razdeliti na dva, da se frekvenca oscilatorja podvoji v primerjavi z vhodno frekvenco, filtrirni kondenzatorji C1 in C2 pa se morajo zmanjšati, da se ohranijo enake konstante filtra. Ko je PLL zaklenjen, se izhodni zatič 8 preklopi na maso in aktivira. Za aktiviranje stikala ni potreben dodaten napajalni tok. In upor vklopa stikala je obratno sorazmeren napajanju. Vhod ima dovolj amplitude, da pin1 pade pod 2/3 Vs.

Delovanje LM567 PLL dekoderja tonov

Upam, da ste dobili idejo o napetostno krmiljenem oscilatorju iz zgornjega članka, tako da če imate kakršna koli vprašanja glede tega koncepta ali glede električne in elektronski projekti pustite spodnji odsek za komentarje.