Was ist ein spannungsgesteuerter Oszillator?
Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) verwendet eine Eingangsspannung, um seine Schwingungsfrequenz zu bestimmen. Dies kann den Eingang des Gleichstroms (DC) mit einer festen Spannung umfassen, um eine Schwingung mit fester Frequenz zu erzeugen. Ein spannungsgesteuerter Oszillator kann auch eine sich ändernde Spannung erhalten, um eine Schwingung mit einer modulierten Frequenz zu erzeugen. Einige Oszillatoren dieses Typs haben einen digitalen Impulsausgang, der Impulse mit einer modulierten Breite erzeugen kann. Ein VCO könnte als harmonischer Oszillator oder Relaxationsoszillator klassifiziert werden, abhängig von der Art der erzeugenden Wellenform. Diese Art des spannungsgesteuerten Oszillators muss einen Verstärker enthalten, um das Signal zur Quelle der Eingangsspannung zurückzugeben, was eine Resonanzfrequenz erzeugt, die eine positive Verstärkung um die Rückkopplungsschleife erzeugt und die sinusoide Wellenform erzeugt. Ein harmonischer Oszillator könnte auch eine Varaktordiode enthalten, die einen Teil der Kapazität für eindie Resonanzkreis. Die Schwingungsfrequenz kann dann je nach Spannungseingang der Diode variiert werden.
Ein Relaxationsoszillator erzeugt eine Wellenform mit einer dreieckigen Form. Diese Art des spannungsgesteuerten Oszillators enthält drei Subtypen, darunter ein Emitter-gekoppelter Oszillator, ein Oszillator für geerdeter Maßstäbe und einen verzögerungsbasierten Ringoszillator. Die Zeit, die zum Laden des Kondensators erforderlich ist, bestimmt die Schwingungsfrequenz für den mit dem Emitter gekoppelten Oszillator und den Oszillator für geerdetes Maßstab. Die Schwingungsfrequenz des verzögerungsgekoppelten Oszillators hängt von der Zeit ab, die der Oszillator benötigt, um jede Erhöhung der Verstärkung zu erreichen.
harmonische Spannungsozillatoren haben eine größere Frequenzstabilität als Relaxations-VCOs gegenüber Änderungen der Rausch, der Stromversorgung und der Temperatur. Die Frequenzkontrolle ist auch in einem harmonischen VCO besser, da dieser Typ einen separaten Zirku verwendetes zu steuern, um die Frequenz zu steuern. Der Hauptvorteil eines Relaxations -VCO ist die Fähigkeit, über einen breiteren Frequenzbereich abzustimmen als der harmonische Typ. Ein Entspannungs -VCO eignet sich auch besser für integrierte Schaltungen.
Ein spannungsgesteuerter Oszillator verwendet häufig einen spannungsgesteuerten Kondensator, um die Ausgangsfrequenz zu steuern. Diese Art von Kondensator enthält eine Halbleiterdiode mit einer Kapazität, die von ihrer Spannung abhängt. Die Ausgangsfrequenz des Oszillators kann dann gesteuert werden, indem die Eingangsspannung der Diode geändert wird. Ein spannungsgesteuerter Kondensator ist eine bequeme Methode zur Steuerung der Ausgangsfrequenz eines Hochfrequenz-VCO, da spannungsgesteuerte Kondensatoren in einem weiten Bereich von Kapazitäten leicht verfügbar sind. Ein Niederfrequenz-VCO verwendet typischerweise eine spannungsgesteuerte Elektrostromquelle, um die Ausgangsfrequenz zu variieren.