Oscillator ควบคุมแรงดันไฟฟ้าคืออะไร?
ออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าคือออสซิลเลเตอร์ที่มีสัญญาณเอาต์พุตซึ่งเอาต์พุตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงหนึ่งซึ่งควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุต เป็นออสซิลเลเตอร์ที่มีความถี่เอาต์พุตเกี่ยวข้องโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต ความถี่ในการสั่นแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ไปจนถึงหลายร้อย GHz โดยการเปลี่ยนแรงดัน DC อินพุตเอาต์พุต ความถี่ของสัญญาณ มีการปรับการผลิต
2 ประเภทของออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า
- Harmonic Oscillators: เอาท์พุทเป็นสัญญาณที่มีรูปคลื่นไซน์ ตัวอย่างเช่นคริสตัลออสซิลเลเตอร์และออสซิลเลเตอร์ถัง
- Relaxation Oscillators: เอาต์พุตเป็นสัญญาณที่มีรูปคลื่นฟันเลื่อยหรือสามเหลี่ยมและให้ความถี่ในการทำงานที่หลากหลาย ความถี่เอาท์พุทขึ้นอยู่กับเวลาในการชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุ
หลักการทำงานพื้นฐานของเครื่องกำเนิดรูปคลื่นฟันเลื่อย VCO
สำหรับออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่สร้างรูปคลื่นฟันเลื่อยส่วนประกอบหลักคือตัวเก็บประจุที่ชาร์จและคายประจุจะตัดสินใจสร้างรูปคลื่นเอาต์พุต อินพุตจะได้รับในรูปแบบแรงดันไฟฟ้าที่สามารถควบคุมได้ แรงดันไฟฟ้านี้ถูกแปลงเป็นสัญญาณปัจจุบันและถูกนำไปใช้กับตัวเก็บประจุ เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเก็บประจุมันจะเริ่มชาร์จและแรงดันไฟฟ้าจะเริ่มสร้างขึ้น เมื่อตัวเก็บประจุประจุไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แรงดันไฟฟ้าจะถูกเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิงโดยใช้ตัวเปรียบเทียบ
เมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเกินแรงดันอ้างอิงตัวเปรียบเทียบจะสร้างเอาต์พุตลอจิกสูงที่ทริกเกอร์ทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อกับกราวด์และเริ่มการคายประจุ ดังนั้นรูปคลื่นเอาต์พุตที่สร้างขึ้นคือการแสดงการชาร์จและการคายประจุของตัวเก็บประจุและความถี่จะถูกควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุต
การใช้งาน VCO
- อุปกรณ์ติดขัดอิเล็กทรอนิกส์
- เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
- การผลิตดนตรีอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการผลิตเสียงรบกวนประเภทต่างๆ
- เฟสล็อกลูป
- เครื่องสังเคราะห์ความถี่ที่ใช้ในวงจรสื่อสาร
VCO ที่ใช้งานได้จริง - LM566
ตัวอย่างที่ใช้ได้จริงของออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) คือ LM566 LM566 เป็น VCO สำหรับใช้งานทั่วไปที่อาจใช้เพื่อสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมและรูปคลื่นสามเหลี่ยมเป็นแรงดันไฟฟ้าอินพุตของฟังก์ชัน
LM566 ถูกระบุสำหรับการทำงานในช่วงอุณหภูมิ0˚Cถึง70˚C ความถี่ซึ่งเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของแรงดันไฟฟ้าควบคุม ความถี่ยังถูกควบคุมโดยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุภายนอกซึ่งค่าจะควบคุมความถี่ฟรีรัน
คำอธิบายพิน:
- พิน 1: กราวด์ (GND)
- ขา 2: ไม่มีการเชื่อมต่อ (NC)
- Pin 3: เอาท์พุทคลื่นสี่เหลี่ยม
- Pin 4: เอาต์พุตคลื่นสามเหลี่ยม
- Pin 5: อินพุตการมอดูเลต
- Pin 6: ตัวต้านทานเวลา
- พิน 7: ตัวเก็บประจุแบบกำหนดเวลา
- พิน 8: Vcc
คุณสมบัติ:
- แรงดันไฟฟ้าสูงสุดคือ 10V ถึง 24V
- เสถียรภาพอุณหภูมิสูง
- อุณหภูมิในการทำงานคือ0˚Cถึง70˚C
- ความถี่สามารถควบคุมได้โดยใช้กระแสแรงดันตัวต้านทานหรือตัวเก็บประจุ
- การกระจายพลังงานคือ 300mV
- ยอดเยี่ยม การปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ
การใช้งาน:
- เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
- เครื่องกำเนิดเสียง
- การมอดูเลต FM
- การคีย์กะความถี่
- เครื่องกำเนิดนาฬิกา
การทำงานของ LM566:
รูปแสดงว่า LM566 IC มีแหล่งกระแสเพื่อชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุภายนอกในอัตราที่กำหนดโดยตัวต้านทานภายนอก R1 และแรงดันไฟฟ้าอินพุต dc แบบมอดูเลต V
ตัวเก็บประจุ 0.001µF เชื่อมต่อกับพิน 5 และพิน 6 วงจรทริกเกอร์ Schmitt ใช้เพื่อสลับแหล่งกระแสระหว่างการชาร์จและการคายประจุตัวเก็บประจุและแรงดันสามเหลี่ยมที่เกิดจากตัวเก็บประจุและคลื่นสี่เหลี่ยมจากทริกเกอร์ Schmitt จะให้เป็นเอาต์พุตผ่าน แอมพลิฟายเออร์บัฟเฟอร์ รูปคลื่นเอาต์พุตทั้งสองถูกบัฟเฟอร์เพื่อให้อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแต่ละรูปแบบเท่ากับ 50 f2 ขนาดทั่วไปของคลื่นสามเหลี่ยมและคลื่นสี่เหลี่ยมคือ 2.4Vpeak ถึงจุดสูงสุดและ 5.4Vpeak ถึงจุดสูงสุด ความถี่ในการทำงานฟรีหรือตรงกลาง f0 คือ
การประยุกต์ใช้ VCO - Phase-Locked Loop
Phase-Locked Loop คืออะไร?
เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ล็อคความถี่เอาต์พุตของออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยความถี่อินพุตที่ต้องการโดยเปรียบเทียบเฟสของความถี่อินพุตกับความถี่เอาต์พุตของ VCO อย่างต่อเนื่อง PLL ใช้ในการสร้างสัญญาณปรับหรือ demodulate ส่วนใหญ่จะใช้ในการมอดูเลตความถี่และการมอดูเลตแอมพลิจูด ความถี่เอาท์พุทของออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะถูกปรับอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะตรงกับความถี่อินพุต
Phase Locked Loop ทำงานอย่างไร
ในแผนภาพบล็อกด้านบนเครื่องตรวจจับ PD หรือเฟสจะเปรียบเทียบความถี่เอาต์พุตกับความถี่อ้างอิงอินพุต ในกรณีที่ไม่ตรงกันเครื่องตรวจจับเฟสจะสร้างสัญญาณข้อผิดพลาดซึ่งถูกกรองโดยใช้ตัวกรองความถี่ต่ำเพื่อขจัดเสียงรบกวนและสัญญาณนี้จะถูกนำไปใช้กับ Oscillator ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าเพื่อสร้างความถี่เอาต์พุต ความถี่เอาท์พุทนี้มอบให้กับเครื่องตรวจจับเฟสโดยการหารด้วยตัวนับ N ซึ่งหารความถี่เอาต์พุตด้วยจำนวนที่แน่นอน N
การประยุกต์ใช้ PLL - Tone Decoder ในทางปฏิบัติโดยใช้ LM567
LM567 เป็นเครื่องถอดรหัสโทนเสียง มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้สวิตช์ทรานซิสเตอร์อิ่มตัวเป็นกราวด์เมื่อสัญญาณอินพุตพร้อมใช้งาน ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) และเครื่องตรวจจับเฟส ออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้าคือการตรวจสอบความถี่กลางของตัวถอดรหัส ส่วนประกอบภายนอกใช้เพื่อตั้งค่าความถี่กลางแบนด์วิดท์และความล่าช้าของเอาต์พุต
เครื่องตรวจจับเฟสและ VCO สร้างเฟสล็อกลูป (PLL) เมื่อ PLL ถูกล็อคและแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุตเกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสวิตช์ลงกราวด์จะเปิดใช้งานที่เอาต์พุต
คุณสมบัติ:
- ช่วงความถี่ 20 ถึง 1 พร้อมตัวต้านทานภายนอก
- เอาต์พุตที่เข้ากันได้กับลอจิกพร้อมความสามารถในการจมกระแส 100mA
- แบนด์วิดท์ที่ปรับได้
- การปฏิเสธสัญญาณและเสียงรบกวนนอกวงสูง
- ภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณที่ผิดพลาด
- ความถี่กลางสูง (0.01 Hz ถึง 500 kHz)
ตัวถอดรหัสโทน LM567 PLL มีแอพพลิเคชั่นมากมาย ได้แก่ การถอดรหัสแบบสัมผัส, ออสซิลเลเตอร์ที่มีความแม่นยำ, การตรวจสอบและควบคุมความถี่, การแยกสัญญาณ FSK แบบกว้าง, การควบคุมอัลตราโซนิก, รีโมทคอนโทรลปัจจุบันของผู้ให้บริการและตัวถอดรหัสเพจการสื่อสาร
การทำงานของตัวถอดรหัสเสียง LM567 PLL:
LM567 ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 2V ถึง 9V และความถี่อินพุตตั้งแต่ 1 Hz ถึง 500 kHz Ct ตัวเก็บประจุแบบกำหนดเวลาของออสซิลเลเตอร์จะต้องแบ่งออกเป็นสองเพื่อเพิ่มความถี่ของออสซิลเลเตอร์ที่สัมพันธ์กับความถี่อินพุตและตัวเก็บประจุตัวกรอง C1 และ C2 จะต้องลดลงเพื่อรักษาค่าคงที่ของเวลาในการกรองให้เท่ากัน เมื่อ PLL ถูกล็อคขาเอาต์พุต 8 จะถูกสลับไปที่กราวด์และเปิดใช้งาน ไม่จำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มเติมเพื่อเปิดใช้งานสวิตช์ และความต้านทาน ON ของสวิตช์แปรผกผันกับอุปทาน อินพุตมีแอมพลิจูดเพียงพอที่จะทำให้ pin1 ลดลงต่ำกว่า 2/3 Vs
ฉันหวังว่าคุณจะมีความคิดเกี่ยวกับออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าจากบทความด้านบนดังนั้นหากคุณมีข้อสงสัยเกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือเกี่ยวกับระบบไฟฟ้าและ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ ออกจากส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
