Back

ⓘ Naponom kontrolisan oscilator




Naponom kontrolisan oscilator
                                     

ⓘ Naponom kontrolisan oscilator

Naponom kontrolisan oscilator ili VCO je oscilator čija se frekvencija oscilovanja kontroliše ulaznim naponom. Frekvencija oscilovanja se diktira priključenim DC naponom, dok se i modulisani signali mogu dovesti na VCO što dovodi do frekvencijske modulacije ili fazne modulacije.

                                     

1. Vrste

VCO se generalno može podijeliti na dvije grupe po tipu talasnog oblika koji proizvodi: 1) harmonijski oscilatori, i 2) relaksacioni oscilatori.

Harmonijski oscilatori daju sinusoidalan talasni oblik. Sastoje se od pojačavača koji ima adekvatno pojačanje i rezonantnog kola u povratnoj grani. Oscilacije se javljaju na rezonantnoj frekvenciji. Neki primjeri harmonijskih oscilatora su oscilatori sa kristalom i LC oscilatori. Kada je dio kapacitivnosti rezonantnog kola varikap dioda, napon priključen na diodu mijenja frekvenciju.

Relaksacioni oscilatori mogu generisati napon testerastog ili trougaonog oblika. Oni se najčešće koriste u monolitnim integrisanim kolima IC. Oni obezbedjuju sirok spektar radnih frekvencija koristeci minimalan broj dodatnih komponenti. Relaksacioni oscilator VCO moze se realizovati na tri načina: 1) VCO sa uzemljenim kondenzatorom, 2) VCO sa zajedničkim emitorom i 3) VCO sa prstenom baziranom na kašnjenju. Prva dva tipa slično funkcionišu. Vrijeme svakog stanja zavisi od vremena struje punjenja i pražnjenja kondenzatora. Na kašnjenju bazirani VCO radi malo drugačije. Kod ovog tipa, imamo prstenasto povezivanje. Izlazna frekvencija je sada funkcija od kašnjenja svake faze.

Harmonijski oscilator, VCO, ima odredene prednosti nad relaksacionim oscilatorom:

  • Moze se precizno kontrolisati frekvencija jer se kontrolise pomocu kristala ili kola za zadrzavanje.
  • Stabilnost frekvencije u zavisnosti od temperature, šuma i napajanja je mnogo bolja kod harmonijskih VCO oscilatora.

Mana harmonijskih VCO oscilatora je sto se tesko implementiraju u monolitnim kolima IC. Relaksacioni oscilatori su bolje prilagodjeni za ovu tehnologiju. Relaksacioni VCO su prilagodljivi na sirok spektar radnih frekvencija.

                                     

2. Kontrolisanje frekvencije kod VCO

Naponski kontrolisan kondenzator je jedan način pravljenja LC oscilatora čija frekvencija zavisi od napona napajanja. Svaki inverzno polarisan pn spoj dioda, pokazuje zavisnost kapaciteta od napona i može se koristiti za promjenu frekvencije oscilatora u zavisnosti od napona priključenog na diodu. Diode sa promjenjivim kapacitetom, varikap diode omogućavaju dosta velike promjene kapaciteta. Takve komponente su veoma upotrebljive za konstruisanje naponski kontrolisanih oscilatora Kod niskofrekventnih VCO, druge metode za promjenu frekvencije promjena punjenja kondenzatora uz pomoć naponski kontrolisanog izvora struje se takode koriste.

Frekvencija kod prstenastih oscilatora se kontroliše mijenjanjem napona napajanja ili punjenja kondenzatora.

                                     

3. VCO sa kristalom

VCO sa kristalom VCXO” se koristi kada se operativna frekvencija mora fino podesiti. Frekvencija naponski kontrolisanog oscilatora sa kristalom moze se mijenjati za samo nekoliko desetina milionitih djelova ppm, jer visoki Q faktor kristala dozvoljava "razvlačenje" na veoma mali spektar frekvencija.

Dva su razloga za korišćenje VCXO:

  • Podešavanje izlazne frekvencije nekoj precizno specificiranoj vrijednosti.
  • Tamo gdje oscilator može izazvati radio-frekventnu interferenciju, dodajući promjenjivi napon na ulazni.

VCXO sa temperaturnom kompenzacijom TCVCXO uključuje komponente koje djelimično otklanjaju zavisnost od temperature pri frekvenciji rezonance kristala. Manji opseg napona je tada dovoljan da stabilizuje frekvenciju oscilatora na mjestima gdje temperatura varira, kao što se toplota nagomilava unutar predajnika.

                                     

3.1. VCO sa kristalom VCO jednačine u vremenskom domenu

f t u n i n g t = K o ⋅ v i n t {\displaystyle \ f_{tuning}t=K_{o}\cdot \ v_{in}t} ∫ f t u n i n g t d t = θ o u t {\displaystyle \int f_{tuning}t\,dt=\theta _{out}t}
  • θ o u t {\displaystyle \ \theta _{out}t} faza izlaznog signala
  • K o {\displaystyle \ K_{o}} se naziva pojacanje. Jedinica je hertz/volt.
  • f t u n i n g t {\displaystyle \ f_{tuning}t} simbol za vremenski domen.
  • v i n t {\displaystyle \ v_{in}t} simbol u vremenskom domenu za ulazni napon VCO.
                                     

3.2. VCO sa kristalom VCO jednačine u frekvencijskom domenu

F t u n i n g s = K o ⋅ V i n s {\displaystyle \ F_{tuning}s=K_{o}\cdot \ V_{in}s} F t u n i n g s = Θ o u t s {\displaystyle \ {F_{tuning}s \over s}=\Theta _{out}s}
                                     
  • одређеном функцијом. Функција може бити појачавање сигнала, прекидање, осцилатор и друго. Остваривање везе се практично изводи лемљењем, наношењем контаката
  • kolima uključivale su upotrebu analognih kola, posebno naponom kontrolisanih pojačala, oscilatora i filtera. Važan tehnološki razvoj bio je Rejmond Skotov
  • капацитивност ПН споја мења у зависности од напона на диоди. Користе као напонски контролисани кондензатори код осцилатора Horowitz, Paul Hill, Winfield 1989
  • система долази евентуално до осцилација, па се користи углавном само за осцилаторе Негативна повратна спрега или негативна реакција је врста спреге код
  • коло са датом функцијом на пример појачавач снаге, радио - пријемник, или осцилатор Компоненте могу да буду појединачно смештене, или кориштене у виду комплексних
  • приликом је изгорело око 400 електричних мотора, електрични и механички осцилатори трансформатори, многе оригиналне конструкције и рукопис скоро завршене
  • најмање три различита молекуларна уређаја чије је кретање контролисано са десктопа, променом напона наноцевни наномотор, молекуларни актуатор актуатор је
  • само - осциловања осцилатора као што је магнетрон, који је напајан са импулсима високог напона Модулатор обезбеђује ове импулсе високог напона за напајање

Users also searched:

...