Què és l'oscil·lador controlat per tensió?
Un oscil·lador controlat per tensió és un oscil·lador amb un senyal de sortida la sortida de la qual es pot variar en un interval controlat per la tensió CC d’entrada. És un oscil·lador la freqüència de sortida del qual està directament relacionat amb la tensió a la seva entrada. La freqüència d'oscil·lació varia de pocs Hz a centenars de GHz. Al variar la tensió CC d’entrada, la sortida freqüència del senyal produït s’ajusta.
2 tipus d’oscil·ladors controlats per tensió
- Oscil·ladors harmònics: la sortida és un senyal amb forma d’ona sinusoïdal. En són exemples els oscil·ladors de cristall i els oscil·ladors de tancs
- Oscil·ladors de relaxació: la sortida és un senyal amb forma d’ona de dents de serra o triangular i proporciona una àmplia gamma de freqüències operatives. La freqüència de sortida depèn del temps de càrrega i descàrrega del condensador.
Principi bàsic de funcionament del generador de formes d'ona de dents de serra VCO
Per a un oscil·lador controlat per tensió que genera una forma d’ona de dents de serra, el component principal és el condensador que està carregant i descarregant la formació de la forma d’ona de sortida. L'entrada es dóna en forma de tensió que es pot controlar. Aquesta tensió es converteix en un senyal de corrent i s'aplica al condensador. A mesura que el corrent passa pel condensador, comença a carregar-se i es comença a generar un voltatge a través d’ell. A mesura que el condensador es carrega i el voltatge creix gradualment, es compara el voltatge amb un voltatge de referència mitjançant un comparador.
Quan el voltatge del condensador supera el voltatge de referència, el comparador genera una sortida lògica elevada que activa el transistor i el condensador es connecta a terra i comença a descarregar-se. Per tant, la forma d'ona de sortida generada és la representació de la càrrega i la descàrrega del condensador i la freqüència està controlada per la tensió de corrent continu.
Aplicacions de VCO
- Equips de bloqueig electrònic.
- Generador de funcions.
- Producció de música electrònica, per a la producció de diferents tipus de soroll.
- Bucle de fase bloquejat.
- Sintetitzadors de freqüència, utilitzats en circuits de comunicació.
Un VCO pràctic - LM566
Un exemple pràctic d'un oscil·lador controlat per tensió (VCO) és el LM566. El LM566 és un VCO d'ús general que es pot utilitzar per generar formes d'ona quadrades i triangulars com a tensió d'entrada de funció.
El LM566 s'especifica per a un funcionament superior a l'interval de temperatura de 0˚C a 70˚C. La freqüència de la qual és una funció lineal d’una tensió de control. La freqüència també està controlada per una resistència i un condensador externs, els valors dels quals controlen la freqüència de funcionament lliure.
Descripció del pin:
- Pin 1: terra (GND)
- Pin 2: sense connexió (NC)
- Pin 3: sortida d'ona quadrada
- Pin 4: sortida d'ona triangular
- Pin 5: entrada de modulació
- Pin 6: resistència de temporització
- Pin 7: condensador de temporització
- Pin 8: Vcc
Característiques:
- La tensió màxima de funcionament és de 10V a 24V
- Estabilitat a alta temperatura
- La temperatura de funcionament és de 0˚C a 70˚C
- La freqüència es pot controlar mitjançant corrent, tensió, resistència o condensador
- La potència dissipada és de 300 mV
- Excel · lent rebuig d'alimentació
Aplicacions:
- Generador de funcions
- Generador de tons
- Modulació FM
- Teclat de canvi de freqüència
- Generador de rellotges
Funcionament de LM566:
La figura mostra que l’IC LM566 conté fonts de corrent per carregar i descarregar un condensador extern a una velocitat establerta per una resistència externa R1 i la tensió d’entrada V de CC modulant.
Es connecta un condensador de 0,001µF al pin 5 i al pin 6. Es fa servir un circuit d’activació Schmitt per canviar les fonts de corrent entre la càrrega i la descàrrega del condensador i la tensió triangular produïda a través del condensador i l’ona quadrada del disparador Schmitt es proporcionen com a sortides a través de amplificadors de memòria intermèdia. Les dues formes d'ona de sortida estan emmagatzemades de manera que la impedància de sortida de cadascuna sigui de 50 f2. La magnitud típica de l’ona triangular i l’ona quadrada és de 2,4 V al pic i de 5,4 V al pic. La freqüència de funcionament lliure o central, f0 és
Aplicació de VCO - Phase-Locked Loop
Què és el bucle bloquejat per fases?
És un circuit electrònic que s’utilitza per bloquejar la freqüència de sortida de l’oscil·lador controlat per voltatge amb la freqüència d’entrada desitjada comparant constantment la fase de la freqüència d’entrada amb la de la freqüència de sortida del VCO. El PLL s’utilitza per generar un senyal, modular-lo o demodular-lo. S’utilitzen principalment en modulació de freqüència i modulació d’amplitud. La freqüència de sortida de l’oscil·lador controlat per tensió s’ajusta constantment fins que coincideix amb la freqüència d’entrada.
Com funciona un bucle bloquejat de fase?
Al diagrama de blocs anterior, el detector de fase o PD compara la freqüència de sortida amb la freqüència de referència d’entrada. En cas de desajustament, el detector de fase genera un senyal d'error que es filtra mitjançant un filtre de pas baix per eliminar el soroll i aquest senyal s'aplica a l'oscil·lador controlat per voltatge per generar la freqüència de sortida en conseqüència. Aquesta freqüència de sortida es dóna al detector de fase mitjançant una divisió per comptador N que divideix la freqüència de sortida per un nombre determinat N.
Una aplicació pràctica del descodificador de tons PLL mitjançant LM567
El LM567 és un descodificador de tons. Es pretén donar un commutador de transistor saturat a terra quan el senyal d'entrada estigui disponible. Consisteix en un oscil·lador controlat per tensió (VCO) i el detector de fase. Un oscil·lador controlat per tensió consisteix a verificar la freqüència central del descodificador. Els components externs s’utilitzen per configurar la freqüència central, l’amplada de banda i el retard de sortida.
El detector de fases i el VCO formen un bucle de bloqueig de fase (PLL) quan el PLL està bloquejat i l’amplitud del senyal d’entrada supera un llindar predeterminat intern, s’activa un commutador a terra a la sortida.
Característiques:
- Gamma de freqüències de 20 a 1 amb una resistència externa
- Sortida compatible amb lògica amb capacitat d’enfonsament de corrent de 100 mA
- Amplada de banda ajustable
- Elevat rebuig de senyals fora de banda i soroll
- Immunitat a senyals falsos
- Alta freqüència central (0,01 Hz a 500 kHz)
El descodificador de to LM567 PLL té moltes aplicacions: descodificació de to tàctil, oscil·lador de precisió, monitorització i control de freqüències, demodulació de banda ampla FSK, controls ultrasònics, comandaments remots de corrent portador i descodificadors de paginació de comunicacions.
Funcionament del descodificador de to LM567 PLL:
El LM567 funciona amb tensions d’alimentació de 2V a 9V i amb freqüències d’entrada que oscil·len entre 1 Hz i 500 kHz. El condensador de sincronització de l'oscil·lador Ct s'ha de dividir en dos per duplicar la freqüència de l'oscil·lador en relació amb la freqüència d'entrada i els condensadors de filtre C1 i C2 s'han de reduir per mantenir les mateixes constants de temps del filtre. Quan el PLL està bloquejat, el pin de sortida 8 es commuta a terra i s'activa. No cal cap corrent de subministrament addicional per activar l'interruptor. I la resistència ON de l’interruptor és inversament proporcional a l’alimentació. L’entrada té una amplitud suficient per fer que el pin1 caigui per sota dels 2/3 Vs.
Espero que tingueu una idea sobre l’oscil·lador controlat per tensió de l’article anterior, així que si teniu cap pregunta sobre aquest concepte o sobre el projectes electrònics deixeu la secció de comentaris a continuació.
