Wat is een spanningsgestuurde oscillator?

Een spanningsgestuurde oscillator (VCO) gebruikt een ingangsspanning om zijn oscillatiefrequentie te bepalen. Dit kan de invoer van gelijkstroom (DC) met een vaste spanning omvatten om een ​​oscillatie met een vaste frequentie te produceren. Een spanningsgestuurde oscillator kan ook een veranderende spanning ontvangen om een ​​oscillatie met een gemoduleerde frequentie te produceren. Sommige oscillators van dit type hebben een digitale pulsuitgang die pulsen met een gemoduleerde breedte kan produceren. Een VCO kan worden geclassificeerd als een harmonische oscillator of relaxatie-oscillator, afhankelijk van het type golfvorm dat het produceert.

Harmonische oscillatoren produceren golfvormen met sinusvormige vormen. Dit type spanningsgestuurde oscillator moet een versterker bevatten om het signaal terug te voeren naar de bron van de ingangsspanning, die een resonantiefrequentie creëert die een positieve versterking rond de terugkoppellus produceert en de sinusvormige golfvorm creëert. Een harmonische oscillator kan ook een varactordiode bevatten die een deel van de capaciteit voor de resonantiekring levert. De oscillatiefrequentie kan dan worden gevarieerd volgens de spanningsingang van de diode.

Een relaxatie-oscillator produceert een golfvorm met een driehoekige vorm. Dit type spanningsgestuurde oscillator bevat drie subtypen, waaronder een emitter-gekoppelde oscillator, een geaarde condensatoroscillator en een op vertraging gebaseerde ringoscillator. De hoeveelheid tijd die nodig is om de condensator op te laden, bepaalt de oscillatiefrequentie voor de emitter-gekoppelde oscillator en geaarde condensatoroscillator. De oscillatiefrequentie van de vertragingsgekoppelde oscillator hangt af van de hoeveelheid tijd die de oscillator nodig heeft om elke toename in versterking te bereiken.

Harmonische spanningsgestuurde oscillatoren hebben een grotere frequentiestabiliteit dan relaxatie-VCO's ten opzichte van veranderingen in ruis, voeding en temperatuur. De frequentieregeling is ook beter in een harmonische VCO, omdat dit type een apart circuit gebruikt om de frequentie te regelen. Het primaire voordeel van een relaxatie-VCO is dat deze over een breder frequentiebereik kan worden afgestemd dan het harmonische type. Een relaxatie-VCO is ook beter geschikt voor gebruik in geïntegreerde schakelingen.

Een spanningsgestuurde oscillator gebruikt vaak een spanningsgestuurde condensator om de uitgangsfrequentie te regelen. Dit type condensator bevat een halfgeleiderdiode met een capaciteit die afhankelijk is van de spanning. De uitgangsfrequentie van de oscillator kan vervolgens worden geregeld door de ingangsspanning van de diode te wijzigen. Een spanningsgestuurde condensator is een handige methode voor het regelen van de uitgangsfrequentie van een hoogfrequente VCO omdat spanningsgestuurde condensatoren direct beschikbaar zijn in een breed scala aan capaciteiten. Een laagfrequente VCO gebruikt typisch een spanningsgestuurde bron van elektrische stroom om de uitgangsfrequentie te variëren.