压控振荡器| VCO

电压控制的振荡器(VCO),从名称本身就可以清楚地看出输出的瞬时频率振荡器是由输入控制的吗电压。它是一种根据输入直流电压产生大范围(几赫兹-几百千赫兹)输出信号频率的振荡器。

压控振荡器的频率控制

多种形式的VCO通常使用s。它可以是RC振荡器或多振子类型或LC或晶体振荡器类型。然而;如果是RC振荡型,则输出信号的振荡频率与之成反比电容作为

在LC振荡器的情况下,输出信号的振荡频率将为
所以,我们可以说,随着输入电压或控制电压的增加,电容减小。因此,控制电压和振荡频率是成正比的。也就是说,当一个增加时,另一个也会增加。
电压控制的振荡器

上面的图代表了电压控制的振荡器。在这里,我们可以看到标称控制电压用V表示C(笔名),振荡器工作在自由运行或正常频率fC(笔名)。当控制电压从标称电压减小时,频率也减小;当标称控制电压增大时,频率也增大。
变容器二极管这是可变电容二极管(可在不同的电容范围)的实现,以获得这个可变电压。对于低频振荡器,充电速率为电容器用电压控制的电流源改变,以得到可变电压。

压控振荡器的类型

根据输出波形,VCOs可以分为:

  • 谐振子
  • 张弛振荡器

谐振子

谐波振荡器的输出波形是正弦的。这通常被称为线性电压控制的振荡器。例如LC和晶体振荡器。在这里,电容变容二极管是由电压也就是穿过二极管。这反过来改变了LC电路的电容。因此,输出频率会发生变化。优点是相对于电源、噪声和温度,频率稳定,频率控制准确。主要的缺点是这种振荡器不能轻易地在单片集成电路上实现。

张弛振荡器

谐振器的输出波形为锯齿形。这种类型可以使用较少的元件提供大范围的频率。主要用于单片集成电路。松弛振子可以具有以下拓扑结构:

  • Delay-based环配装
  • 接地电容器配装
  • 射极耦合配装

在这里;在基于延迟的环形VCOs中,增益级以环形形式连接在一起。顾名思义,频率与每一阶段的延迟有关。第二种和第三种VCOs的工作原理几乎相似。各阶段所占的时间长短直接关系到的充放电时间长短电容器

压控振荡器(VCO)工作原理

VCO电路可以用许多电压控制电子元件来设计,例如变容二极管,晶体管,运算放大器等。这里,我们将讨论使用运放的压控振荡器的工作原理。电路图如下所示。
压控振荡器的工作原理
这个压控振荡器的输出波形将是方波。如我们所知,输出频率与控制电压有关。在这种电路中,第一个运放起积分器的作用。的分压器安排在这里实现。因此,作为输入的控制电压的一半被给予运算放大器1的正极。同一水平的电压在负极维护。这是为了维持电压降在整个电阻器, R1作为控制电压的一半。
场效应晶体管是在条件,吗当前的从R中流出1电阻器通过MOSFET。R2有一半的电阻,电压降相同,电流是R的两倍1。所以,额外的电流给被连接的人充电电容器。运放1应该提供一个逐渐增加的输出电压来提供这个电流。
当MOSFET处于关断状态时,电流从R1电阻器通过电容器,被放电。此时从运算放大器1得到的输出电压将下降。因此,一个三角波形作为运算放大器1的输出产生。
运算放大器2将作为施密特触发器。这个的输入运放是运算放大器1的输出三角波。如果输入电压高于阈值,则运放2的输出为VCC。如果输入电压如果小于阈值,则运放2的输出为零。因此,运放2的输出将是方波。
VCO的例子是LM566 IC或集成电路566.它实际上是一个8引脚集成电路,可以产生双输出-方波和三角波。内部电路如下图所示。

压控振荡器的应用

  • 函数发生器
  • 锁相环路
  • 音频发生器
  • 频移键控
  • 频率调制
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