Ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης - Χρήση VCO, εργασίας και εφαρμογής

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Τι είναι ο ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης;

Ένας ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης είναι ένας ταλαντωτής με σήμα εξόδου του οποίου η έξοδος μπορεί να κυμαίνεται σε μια περιοχή, η οποία ελέγχεται από την τάση DC εισόδου. Είναι ένας ταλαντωτής του οποίου η συχνότητα εξόδου σχετίζεται άμεσα με την τάση στην είσοδό του. Η συχνότητα ταλάντωσης κυμαίνεται από λίγα hertz έως εκατοντάδες GHz. Μεταβάλλοντας την τάση DC εισόδου, την έξοδο συχνότητα του σήματος παράγεται προσαρμόζεται.

2 Τύποι ταλαντωτών ελεγχόμενης τάσης

  • Αρμονικοί ταλαντωτές: Η έξοδος είναι σήμα με ημιτονοειδή κυματομορφή. Παραδείγματα είναι οι κρυσταλλικοί ταλαντωτές και οι ταλαντωτές δεξαμενών
  • Ταλαντωτές χαλάρωσης: Η έξοδος είναι ένα σήμα με πριονωτή ή τριγωνική κυματομορφή και παρέχει ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών συχνοτήτων. Η συχνότητα εξόδου εξαρτάται από το χρόνο φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή.

Βασική αρχή λειτουργίας της γεννήτριας Sawtooth κυματομορφής VCO

VCO



Για έναν ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης που δημιουργεί μια κυματομορφή πριονωτή, το κύριο συστατικό είναι ο πυκνωτής που φορτίζει και εκφορτίζει αποφασίζει τον σχηματισμό της κυματομορφής εξόδου. Η είσοδος δίνεται σε μορφή τάσης που μπορεί να ελεγχθεί. Αυτή η τάση μετατρέπεται σε σήμα ρεύματος και εφαρμόζεται στον πυκνωτή. Καθώς το ρεύμα διέρχεται από τον πυκνωτή, αρχίζει να φορτίζεται και μια τάση αρχίζει να δημιουργείται απέναντί ​​του. Καθώς ο πυκνωτής φορτίζει και η τάση σε όλο αυτό αυξάνεται σταδιακά, η τάση συγκρίνεται με μια τάση αναφοράς χρησιμοποιώντας ένα συγκριτικό.


Όταν η τάση του πυκνωτή υπερβαίνει την τάση αναφοράς, ο συγκριτής παράγει μια υψηλή λογική έξοδο που ενεργοποιεί το τρανζίστορ και ο πυκνωτής συνδέεται με τη γείωση και ξεκινά την εκφόρτιση. Έτσι, η παραγόμενη κυματομορφή εξόδου είναι η αναπαράσταση της φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή και η συχνότητα ελέγχεται από την τάση εισόδου DC.



Εφαρμογές του VCO

  • Ηλεκτρονικός εξοπλισμός μπλοκαρίσματος.
  • Γεννήτρια λειτουργιών.
  • Παραγωγή ηλεκτρονικής μουσικής, για την παραγωγή διαφορετικών τύπων θορύβου.
  • Κλείδωμα φάσης.
  • Συνθετοποιητές συχνότητας, που χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα επικοινωνίας.

Πρακτικό VCO - LM566

Ένα πρακτικό παράδειγμα ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης (VCO) είναι το LM566. Το LM566 είναι ένα VCO γενικής χρήσης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία τετραγωνικών κυμάτων και τριγωνικών κυματομορφών ως τάση εισόδου λειτουργίας.

Το LM566 έχει οριστεί για λειτουργία σε κλίμακα θερμοκρασίας άνω των 0˚C έως 70˚C. Η συχνότητα της οποίας είναι μια γραμμική συνάρτηση μιας τάσης ελέγχου. Η συχνότητα ελέγχεται επίσης από μια εξωτερική αντίσταση και έναν πυκνωτή, των οποίων οι τιμές ελέγχουν τη συχνότητα ελεύθερης λειτουργίας.

556 VCO

Περιγραφή καρφίτσας:

  • Καρφίτσα 1: Γείωση (GND)
  • Pin 2: Χωρίς σύνδεση (NC)
  • Pin 3: Έξοδος τετραγωνικού κύματος
  • Pin 4: Τριγωνική έξοδος κυμάτων
  • Pin 5: Εισαγωγή διαμόρφωσης
  • Pin 6: Αντίσταση χρονισμού
  • Pin 7: Πυκνωτής χρονισμού
  • Καρφίτσα 8: Vcc

Χαρακτηριστικά:

  • Η μέγιστη τάση λειτουργίας είναι 10V έως 24V
  • Σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας
  • Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 0˚C έως 70˚C
  • Η συχνότητα μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας ρεύμα, τάση, αντίσταση ή πυκνωτή
  • Η απορρόφηση ισχύος είναι 300mV
  • Εξοχος απόρριψη τροφοδοσίας

Εφαρμογές:

  • Γεννήτρια λειτουργιών
  • Γεννήτρια τόνου
  • Διαμόρφωση FM
  • Πλήκτρο μετατόπισης συχνότητας
  • Γεννήτρια ρολογιού

Εργασία του LM566:

Το σχήμα δείχνει ότι το LM566 IC περιέχει πηγές ρεύματος για φόρτιση και εκφόρτιση ενός εξωτερικού πυκνωτή με ρυθμό που ορίζεται από μια εξωτερική αντίσταση R1 και την τάση εισόδου διαμόρφωσης DC.


Ένας πυκνωτής 0,001 μF συνδέεται με τον πείρο 5 και τον πείρο 6. Ένα κύκλωμα σκανδάλης Schmitt χρησιμοποιείται για την εναλλαγή των πηγών ρεύματος μεταξύ φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή και η τριγωνική τάση που παράγεται στον πυκνωτή και το τετραγωνικό κύμα από τη σκανδάλη Schmitt παρέχονται ως έξοδοι μέσω ενισχυτές buffer. Και οι δύο κυματομορφές εξόδου είναι ρυθμισμένες ώστε η σύνθετη αντίσταση εξόδου να είναι 50 f2. Το τυπικό μέγεθος του τριγωνικού κύματος και του τετραγωνικού κύματος είναι 2,4V ομιλία στην κορυφή και 5,4 ομιλία στην κορυφή. Η συχνότητα ελεύθερης λειτουργίας ή κεντρικής λειτουργίας, f0 είναι

566 ισοδύναμα VCO Κύκλωμα 566 VCO

Εφαρμογή του VCO - Phase-Locked Loop

Τι είναι το Phase-Locked Loop;

Είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που χρησιμοποιείται για να κλειδώσει τη συχνότητα εξόδου του ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης με την επιθυμητή συχνότητα εισόδου συγκρίνοντας συνεχώς τη φάση της συχνότητας εισόδου με εκείνη της συχνότητας εξόδου του VCO. Το PLL χρησιμοποιείται για τη δημιουργία σήματος, τη διαμόρφωση ή την αποδιαμόρφωση του. Χρησιμοποιούνται κυρίως στη διαμόρφωση συχνότητας και στη διαμόρφωση πλάτους. Η συχνότητα εξόδου του ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης ρυθμίζεται συνεχώς έως ότου ταιριάζει με τη συχνότητα εισόδου.

Πώς λειτουργεί το Phase Locked Loop;

PLL

Στο παραπάνω διάγραμμα μπλοκ, ο ανιχνευτής PD ή Phase συγκρίνει τη συχνότητα εξόδου με τη συχνότητα αναφοράς εισόδου. Σε περίπτωση αναντιστοιχίας, ο ανιχνευτής φάσης δημιουργεί ένα σήμα σφάλματος το οποίο φιλτράρεται χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης για την απομάκρυνση του θορύβου και αυτό το σήμα εφαρμόζεται στον ταλαντωτή ελεγχόμενο από τάση για να παράγει αναλόγως τη συχνότητα εξόδου. Αυτή η συχνότητα εξόδου δίνεται στον ανιχνευτή φάσης μέσω ενός διαχωριστή με μετρητή Ν που διαιρεί τη συχνότητα εξόδου με έναν συγκεκριμένο αριθμό Ν.

Μια πρακτική εφαρμογή του αποκωδικοποιητή τόνου PLL χρησιμοποιώντας το LM567

Το LM567 είναι ένας αποκωδικοποιητής τόνου. Προορίζεται να δώσει έναν κορεσμένο διακόπτη τρανζίστορ στη γείωση όταν το σήμα εισόδου είναι διαθέσιμο. Αποτελείται από έναν ταλαντωτή ελεγχόμενο από τάση (VCO) και τον ανιχνευτή φάσης. Ένας ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης είναι η επαλήθευση της κεντρικής συχνότητας του αποκωδικοποιητή. Τα εξωτερικά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της κεντρικής συχνότητας, του εύρους ζώνης και της καθυστέρησης εξόδου.

Αποκωδικοποιητής τόνου LM567

Ο ανιχνευτής φάσης και το VCO σχηματίζουν έναν βρόχο κλειδώματος φάσης (PLL) όταν το PLL είναι κλειδωμένο και το πλάτος του σήματος εισόδου υπερβαίνει ένα εσωτερικά προκαθορισμένο όριο, ενεργοποιείται ένας διακόπτης στη γείωση στην έξοδο.

Χαρακτηριστικά:

  • Εύρος συχνοτήτων 20 έως 1 με εξωτερική αντίσταση
  • Λογική συμβατή έξοδος με ικανότητα ρεύματος 100mA
  • Ρυθμιζόμενο εύρος ζώνης
  • Υψηλή απόρριψη σημάτων και θορύβου εκτός ζώνης
  • Ασυλία σε ψευδή σήματα
  • Υψηλή κεντρική συχνότητα (0,01 Hz έως 500 kHz)

Ο αποκωδικοποιητής τόνου LM567 PLL έχει πολλές εφαρμογές, όπως αποκωδικοποίηση τόνου αφής, ταλαντωτή ακριβείας, παρακολούθηση συχνότητας και έλεγχο, αποδιαμόρφωση FSK ευρείας ζώνης, χειριστήρια υπερήχων, τηλεχειριστήρια τρέχοντος φορέα και αποκωδικοποιητές τηλεειδοποίησης επικοινωνίας.

Εργασία του αποκωδικοποιητή τόνου LM567 PLL:

Το LM567 λειτουργεί σε τάσεις τροφοδοσίας 2V έως 9V και συχνότητες εισόδου που κυμαίνονται από 1 Hz έως 500 kHz. Ο πυκνωτής χρονισμού ταλαντωτή Ct πρέπει να χωριστεί σε δύο για να διπλασιαστεί η συχνότητα ταλαντωτή σε σχέση με τη συχνότητα εισόδου και οι πυκνωτές φίλτρου C1 και C2 πρέπει να μειωθούν για να διατηρηθούν οι ίδιες σταθερές χρόνου φίλτρου. Όταν το PLL είναι κλειδωμένο τότε ο πείρος εξόδου 8 μεταβαίνει στη γείωση και ενεργοποιείται. Δεν απαιτείται πρόσθετο ρεύμα τροφοδοσίας για την ενεργοποίηση του διακόπτη. Και η αντίσταση ON του διακόπτη είναι αντιστρόφως ανάλογη με την παροχή. Η είσοδος έχει επαρκές πλάτος για να κάνει το pin1 να πέσει κάτω από τα 2/3 Vs.

Εργασία του αποκωδικοποιητή τόνου LM567 PLL

Ελπίζω να έχετε μια ιδέα για τον ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης από το παραπάνω άρθρο, οπότε αν έχετε απορίες σχετικά με αυτήν την ιδέα ή σχετικά με τον ηλεκτρικό και ηλεκτρονικά έργα αφήστε την ενότητα σχολίων παρακάτω.