Che cos'è un oscillatore controllato in tensione?
Un oscillatore controllato in tensione (VCO) utilizza una tensione in ingresso per determinare la frequenza di oscillazione. Ciò può includere l'ingresso di corrente continua (CC) con una tensione fissa per produrre un'oscillazione con una frequenza fissa. Un oscillatore controllato in tensione può anche ricevere una tensione variabile per produrre un'oscillazione con una frequenza modulata. Alcuni oscillatori di questo tipo hanno un'uscita digitale a impulsi che può produrre impulsi con una larghezza modulata. Un VCO potrebbe essere classificato come un oscillatore armonico o oscillatore di rilassamento, a seconda del tipo di forma d'onda che produce.
Gli oscillatori armonici producono forme d'onda con forme sinusoidali. Questo tipo di oscillatore controllato in tensione deve includere un amplificatore per inviare il segnale alla sorgente della tensione di ingresso, il che crea una frequenza di risonanza che produce un guadagno positivo attorno al circuito di retroazione e crea la forma d'onda sinusoidale. Un oscillatore armonico potrebbe anche includere un diodo varactor che fornisce parte della capacità per il circuito risonante. La frequenza di oscillazione può quindi essere variata in base all'ingresso di tensione del diodo.
Un oscillatore di rilassamento produce una forma d'onda con una forma triangolare. Questo tipo di oscillatore controllato in tensione contiene tre sottotipi, tra cui un oscillatore accoppiato ad emettitore, un oscillatore a condensatore con messa a terra e un oscillatore ad anello basato su ritardo. Il tempo necessario per caricare il condensatore determina la frequenza di oscillazione per l'oscillatore accoppiato all'emettitore e l'oscillatore con condensatore messo a terra. La frequenza di oscillazione dell'oscillatore accoppiato al ritardo dipende dalla quantità di tempo impiegata affinché l'oscillatore raggiunga ogni aumento di guadagno.
Gli oscillatori armonici controllati in tensione hanno una stabilità di frequenza maggiore rispetto ai VCO di rilassamento rispetto alle variazioni di rumore, alimentazione e temperatura. Il controllo della frequenza è anche migliore in un VCO armonico, poiché questo tipo utilizza un circuito separato per controllare la frequenza. Il vantaggio principale di un VCO di rilassamento è la sua capacità di essere sintonizzato su una gamma di frequenza più ampia rispetto al tipo armonico. Un VCO di rilassamento è anche più adatto all'uso nei circuiti integrati.
Un oscillatore controllato in tensione utilizza spesso un condensatore controllato in tensione per controllare la frequenza di uscita. Questo tipo di condensatore contiene un diodo a semiconduttore con una capacità che dipende dalla sua tensione. La frequenza di uscita dell'oscillatore può quindi essere controllata modificando la tensione di ingresso del diodo. Un condensatore controllato in tensione è un metodo conveniente per controllare la frequenza di uscita di un VCO ad alta frequenza poiché i condensatori controllati in tensione sono prontamente disponibili in una vasta gamma di capacità. Un VCO a bassa frequenza utilizza in genere una sorgente di corrente elettrica controllata in tensione per variare la frequenza di uscita.