Valdomas įtampa osciliatorius (VCO)

Dauguma aplink mus esančių vartotojų elektroninių prietaisų, pavyzdžiui, mobilieji telefonai, televizija, radijas, MP3 grotuvai ir kt., Yra skaitmeninės ir analoginės elektronikos derinys. Kur yra bevielis perdavimas / priėmimas arba kai garso signalai yra susiję su elektroniniu dizainu, mums reikės periodinių svyruojančių elektroninių signalų, kurie yra vadinami svyruojančiais signalais ir yra labai naudingi perduodant belaidį ryšį arba atliekant su laiku susijusias operacijas.

Elektronikos osciliatorius paprastai reiškia grandinę, galinčią sukurti bangos formas. Ši bangos forma gali būti sinusinė, trikampio ar net pjūklo danties. Kai kurios iš labiausiai paplitusių osciliatorių grandinių yra LC grandinė, bako grandinė ir kt. Įtampos valdomas osciliatoriusyra osciliatorius, generuojantis kintamo dažnio svyruojančius signalus (bangos formas). Šios bangos formos dažnis keičiamas keičiant įėjimo įtampos dydį. Dabar galite įsivaizduoti, kad įtampos valdomas osciliatorius (VCO) yra juoda dėžutė, į kurią įeina kintamo dydžio įtampa ir sukuriamas kintamo dažnio išėjimo signalas, o išėjimo signalo dažnis yra tiesiogiai proporcingas įėjimo įtampos dydžiui.. Šioje pamokoje sužinosime daugiau apie šią juodąją dėžutę ir kaip ją naudoti kuriant dizainą.

Darbo principas

Skirtingose programose naudojami daugybė VCO grandinių tipų, tačiau juos galima iš esmės suskirstyti į du tipus, atsižvelgiant į jų išėjimo įtampą.

Harmoniniai osciliatoriai: Jei osciliatoriaus išėjimo bangos forma yra sinusoidinė, ji vadinama harmoniniais osciliatoriais. RC, LC ir bako grandinės patenka į šią kategoriją. Šio tipo osciliatorius yra sunkiau įgyvendinti, tačiau jie yra stabilesni nei atsipalaidavimo osciliatoriai. Harmoniniai osciliatoriai taip pat vadinami linijiniu įtampos valdomu osciliatoriumi.

Relaksacinis osciliatorius: Jei osciliatoriaus išėjimo bangos forma yra pjūklo arba trikampio formos, osciliatorius vadinamas atsipalaidavimo osciliatoriumi. Tai palyginti lengva įgyvendinti ir todėl plačiausiai naudojami. Relaksacinį osciliatorių galima toliau klasifikuoti kaip

Emiterio sujungtas įtampos valdomas osciliatorius
Įžeminto kondensatoriaus įtampos valdomas osciliatorius
Vėlavimo pagrindu veikiantis žiedinis įtampos valdomas osciliatorius

Valdomas įtampos osciliatorius. Praktinis pritaikymas

Kaip minėta anksčiau, VCO galima paprasčiausiai sukonstruoti naudojant RC arba LC poras, tačiau realiame pasaulyje niekas to tikrai nedaro. Yra tam tikras specialus IC, kuris gali generuoti svyravimus pagal įėjimo įtampą. Vienas iš tokių dažniausiai naudojamų IC yra LM566 iš nacionalinių puslaidininkių.

Šis IC gali generuoti trikampę ir kvadratinę bangą, o vardinį šios bangos dažnį galima nustatyti naudojant išorinį ir kondensatorių bei rezistorių. Vėliau šis dažnis taip pat gali būti keičiamas realiuoju laiku, atsižvelgiant į jam tiekiamą įėjimo įtampą.

Kaištis diagrama LM566 IC yra parodyta žemiau

IC gali būti valdomas tiek iš vieno maitinimo šaltinio, tiek iš dvigubo maitinimo bėgio, kurio darbinė įtampa yra iki 24 V. Kaiščiai 3 ir 4 yra išvesties kaiščiai, kurie mums suteikia kvadrato ir trikampio bangas. Nominalų dažnį galima nustatyti prijungus tinkamą kondensatoriaus ir rezistoriaus vertę prie kaiščių 7 ir 6.

Kad formulės apskaičiuoti R ir C vertę remiantis išvesties dažnio (FO) yra suteiktas pagal šias formules

Fo = 2,4 (Vss - Vc) / Ro + Co + Vss

Kur, Vss yra maitinimo įtampa (čia 12 V), o Vc - valdymo įtampa, naudojama 5 kaiščiui, atsižvelgiant į kieno dydį valdomas išėjimo dažnis. (Čia mes suformavome potencialų daliklį, naudodami 1,5k ir 10k rezistorius, kad pastovi įtampa būtų tiekiama 5 kaiščiui). LM566 schemos pavyzdys parodytas žemiau

Praktiškai 1,5k ir 10k rezistorių galima nepaisyti, o valdymo įtampą galima tiesiogiai tiekti į 5 kontaktą. Taip pat galite pakeisti Ro ir Co vertę atsižvelgdami į jums reikalingą išėjimo dažnio diapazoną. Taip pat kreipkitės į duomenų lapą, kad patikrintumėte, kaip tiesiai kinta išėjimo dažnis, atsižvelgiant į įvesties valdymo įtampą. Išėjimo dažnio reikšmė gali būti reguliuojama naudojant valdymo įtampą (5 kontakte), kurios santykis yra 10: 1, o tai mums padeda užtikrinti platų valdymo diapazoną.

Įtampos valdomų osciliatorių (VCO) taikymai

Dažnio perjungimo klavišas
Dažnio identifikatoriai
Klaviatūros tono atpažintuvai
Laikrodžių / signalų / funkcijų generatoriai
Naudojamas užfiksuotoms fazėms kurti.

Įtampos valdomas osciliatorius yra pagrindinis fazės užrakto ciklo sistemos funkcinis blokas. Taigi supraskime ir apie fazės užrakintą kilpą, kodėl tai svarbu ir ką VCO veikia fazės užrakto ciklo viduje.

Kas yra fazinė užrakinta kilpa (PLL)?

Fazės užrakinta kilpa, dar vadinama PPL, yra valdymo sistema, nors ją daugiausia sudaro trys svarbūs blokai. Tai yra fazių detektorius, žemų dažnių filtras ir įtampa valdomas osciliatorius. Kartu šie trys sudaro valdymo sistemą, kuri nuolat koreguoja išvesties signalo dažnį pagal įvesties signalo dažnį. Žemiau parodyta PLL blokinė schema

PLL sistema naudojama, kai iš nestabilaus dažnio signalo (f _IN) reikia gauti aukštą stabilų dažnį (f _OUT). Pagrindinė PLL grandinės funkcija yra išvesties signalo gamyba tuo pačiu įėjimo signalo dažniu. Tai labai svarbu belaidėse programose, tokiose kaip maršrutizatoriai, RF perdavimo sistemos, mobilieji tinklai ir kt.

Fazės detektorius palygina įvesties dažnį (f _IN) su išėjimo dažniu (f _OUT), naudodamas pateiktą grįžtamojo ryšio kelią. Šių dviejų signalų skirtumas lyginamas ir nurodomas atsižvelgiant į įtampos vertę ir vadinamas klaidos įtampos signalu. Šis įtampos signalas taip pat turės aukšto dažnio triukšmą, kurį bus galima filtruoti naudojant žemo dažnio filtrą. Tada šis įtampos signalas tiekiamas VCO, kuris, kaip jau žinome, keičia išėjimo dažnį, atsižvelgiant į pateiktą įtampos signalą (valdymo įtampą).

PLL - praktinis pritaikymas

Vienas iš dažniausiai naudojamų PLL padargų IC yra LM567. Tai yra tono dekoderio IC, tai reiškia, kad jis klausosi tam tikro vartotojo sukonfigūruoto tono tipo 3 kaiščio, jei tas tonas gaunamas, jis sujungia išvestį (8 kaištį) su žeme. Taigi iš esmės reikia klausytis viso esančio dažnio garso ir nuolat lyginti tų garso signalų dažnį su iš anksto nustatytu dažniu, naudojant PLL techniką. Kai dažniai sutampa su išvesties kaiščiu, jis pasisuko žemai. „LM567 IC“ kaištis parodytas žemiau, grandinė yra labai jautri triukšmui, todėl nenustebkite, jei negalite priversti šio IC veikti ant duonos lentos.

Kaip parodyta smeigtuke, IC sudaro jo viduje esančios I ir Q fazių detektoriaus grandinės. Šie fazių detektoriai tikrina skirtumą tarp nustatyto dažnio ir gaunamo dažnio signalo. Išoriniai komponentai naudojami nustatant šio nustatyto dažnio vertę. IC taip pat susideda iš filtro grandinės, kuri filtruos nepastovų perjungimo triukšmą, tačiau tam reikia išorinio kondensatoriaus, prijungto prie 1 kaiščio. 2 ^-asis kaištis naudojamas IC pralaidumui nustatyti, tuo didesnė talpa bus mažesnė pralaidumo. Nustatyti nustatyto dažnio vertę naudojami kaiščiai 5 ir 6. Šią dažnio vertę galima apskaičiuoti naudojant toliau pateiktas formules

Pagrindinė LM567 IC grandinė parodyta žemiau.

Įvesties signalas, kurio dažnį reikia palyginti, per smeigtuką 3 perduodamas per filtravimo kondensatorių, kurio vertė 0,01 uF. Šis dažnis lyginamas su nustatytu dažniu. Dažnis nustatomas naudojant 2,4 k varžą (R1) ir 0,0033 kondensatorių (C1), šias vertes galima apskaičiuoti pagal jūsų nustatytą dažnį, naudojant aukščiau aptartas formules.

Kai įvesties dažnis suderinamas su nustatytu dažniu, išvesties kaištis (8 kaištis) bus įžemintas. Jei kitaip, šis kaištis išliks aukštas. Čia mes naudojome rezistorių (R _L) kaip apkrovą, tačiau paprastai tai bus „Led“ arba „summer“, kaip reikalaujama pagal projektą. Taigi, LM567 naudoja VCO galimybę palyginti dažnius, o tai yra labai naudinga su garsu / belaidžiu ryšiu susijusiose programose.

Tikiuosi, kad dabar turite gerą idėją apie VCO, jei turite kokių nors abejonių, paskelbkite juos komentarų skyriuje arba naudokitės forumais.

Taip pat patikrinkite:

RC fazės poslinkio osciliatorius
Veino tilto osciliatorius
Kvarcinio kristalo osciliatorius