Co to jest oscylator sterowany napięciem?
Oscylator sterowany napięciem (VCO) wykorzystuje napięcie wejściowe do określenia częstotliwości jego oscylacji. Może to obejmować wejście prądu stałego (DC) o stałym napięciu w celu wytworzenia oscylacji o stałej częstotliwości. Oscylator sterowany napięciem może również odbierać zmienne napięcie w celu wytworzenia oscylacji o modulowanej częstotliwości. Niektóre oscylatory tego typu mają cyfrowe wyjście impulsowe, które może wytwarzać impulsy o modulowanej szerokości. VCO można sklasyfikować jako oscylator harmoniczny lub relaksacyjny, w zależności od rodzaju wytwarzanego przez niego przebiegu.
Oscylatory harmoniczne wytwarzają przebiegi o kształtach sinusoidalnych. Ten typ oscylatora sterowanego napięciem musi zawierać wzmacniacz, który doprowadza sygnał z powrotem do źródła napięcia wejściowego, co tworzy częstotliwość rezonansową, która wytwarza dodatnie wzmocnienie wokół pętli sprzężenia zwrotnego i tworzy przebieg sinusoidalny. Oscylator harmoniczny może również zawierać diodę warystorową, która zapewnia część pojemności obwodu rezonansowego. Częstotliwość oscylacji można następnie zmieniać w zależności od napięcia wejściowego diody.
Oscylator relaksacyjny wytwarza kształt fali o trójkątnym kształcie. Ten typ oscylatora sterowanego napięciem obejmuje trzy podtypy, w tym oscylator sprzężony z emiterem, oscylator z uziemionym kondensatorem i oscylator pierścieniowy oparty na opóźnieniu. Czas potrzebny do naładowania kondensatora określa częstotliwość oscylacji dla oscylatora sprzężonego z emiterem i uziemionego oscylatora kondensatora. Częstotliwość oscylacji oscylatora sprzężonego z opóźnieniem zależy od czasu potrzebnego oscylatorowi na osiągnięcie każdego wzrostu wzmocnienia.
Oscylatory harmoniczne sterowane napięciem mają większą stabilność częstotliwości niż relaksacyjne VCO względem zmian hałasu, zasilania i temperatury. Kontrola częstotliwości jest również lepsza w harmonicznym VCO, ponieważ ten typ wykorzystuje oddzielny obwód do kontroli częstotliwości. Podstawową zaletą relaksacyjnego VCO jest jego możliwość dostrajania w szerszym zakresie częstotliwości niż typ harmoniczny. Relaksacyjny VCO jest również bardziej odpowiedni do stosowania w układach scalonych.
Oscylator sterowany napięciem często wykorzystuje kondensator sterowany napięciem do sterowania częstotliwością wyjściową. Ten typ kondensatora zawiera półprzewodnikową diodę o pojemności zależnej od jego napięcia. Częstotliwość wyjściową oscylatora można następnie kontrolować poprzez zmianę napięcia wejściowego diody. Kondensator sterowany napięciem jest wygodną metodą kontrolowania częstotliwości wyjściowej VCO o wysokiej częstotliwości, ponieważ kondensatory sterowane napięciem są łatwo dostępne w szerokim zakresie pojemności. VCO o niskiej częstotliwości zazwyczaj wykorzystuje kontrolowane napięciem źródło prądu elektrycznego do zmiany częstotliwości wyjściowej.