Pengayun voltan terkawal (vco)

Sebilangan besar peranti elektronik pengguna di sekitar kita seperti Telefon bimbit, TV, Radio, Pemain Mp3 dan lain-lain adalah gabungan Elektronik Digital dan Analog. Di mana sahaja terdapat penghantaran / penerimaan tanpa wayar atau isyarat audio yang terlibat dalam reka bentuk elektronik di sana, kita memerlukan isyarat elektronik berayun berkala isyarat ini dipanggil sebagai isyarat Berosilasi dan sangat berguna dalam penghantaran tanpa wayar atau untuk melakukan operasi yang berkaitan dengan masa.

An Oscillator dalam elektronik secara amnya merujuk kepada litar yang mampu menghasilkan bentuk gelombang. Bentuk gelombang ini boleh berupa sinus, segitiga atau jenis gigi gergaji. Beberapa litar pengayun yang paling biasa adalah litar LC, litar tangki dll. Pengayun voltan terkawaladalah pengayun yang menghasilkan isyarat berayun (bentuk gelombang) dengan frekuensi berubah. Kekerapan bentuk gelombang ini diubah dengan memvariasikan magnitud voltan Input. Buat masa ini anda boleh membayangkan Voltage Controlled Oscillator (VCO) menjadi kotak hitam yang mengambil voltan dengan magnitud berubah dan menghasilkan isyarat output frekuensi berubah, dan frekuensi isyarat output berkadar langsung dengan besarnya voltan input. Kami akan mengetahui lebih lanjut mengenai kotak hitam ini dan cara menggunakannya dalam reka bentuk kami dalam tutorial ini.

Prinsip Kerja dari

Terdapat banyak jenis litar VCO yang digunakan dalam aplikasi yang berbeza, tetapi dapat dikelaskan secara luas menjadi dua jenis berdasarkan voltan keluarannya.

Pengayun Harmonik: Sekiranya bentuk gelombang keluaran pengayun adalah sinusoidal maka ia disebut sebagai Pengayun harmonik. Litar RC, LC dan tangki termasuk dalam kategori ini. Jenis pengayun ini lebih sukar dilaksanakan tetapi kestabilannya lebih baik daripada Relaxation Oscillator. Pengayun harmonik juga disebut sebagai pengayun voltan linier.

Relaksasi Oscillator: Sekiranya bentuk gelombang output pengayun berada dalam bentuk gigi gergaji atau segitiga maka pengayun disebut sebagai Relaxation Oscillator. Ini agak mudah dilaksanakan dan oleh itu paling banyak digunakan. Relaksasi Oscillator selanjutnya boleh dikelaskan sebagai

Pengayun Voltan Terkawal Emitter
Oscillator Voltage terkawal kapasitor dibumikan
Pengayun Voltan Dikawal cincin berdasarkan kelewatan

Pengayun Voltan Terkawal - Aplikasi Praktikal

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, VCO hanya dapat dibuat menggunakan pasangan RC atau LC, tetapi dalam aplikasi dunia nyata tidak ada yang benar-benar melakukannya. Terdapat beberapa IC khusus yang mempunyai kemampuan untuk menghasilkan ayunan berdasarkan voltan masukan. Salah satu IC yang biasa digunakan ialah LM566 dari semikonduktor nasional.

IC ini mampu menghasilkan gelombang segi tiga dan persegi dan frekuensi nominal gelombang ini dapat diatur dengan menggunakan luaran dan kapasitor dan perintang. Kemudian frekuensi ini juga dapat diubah dalam masa nyata berdasarkan voltan input yang dibekalkan kepadanya.

The rajah pin daripada LM566 IC ditunjukkan di bawah

IC boleh dikendalikan sama ada dari satu bekalan atau dari rel bekalan dua dengan voltan operasi sehingga 24V. Pin 3 dan 4 adalah pin output yang masing-masing memberi kita gelombang Square dan gelombang Segitiga. Frekuensi Nominal boleh ditetapkan dengan menghubungkan nilai Kapasitor dan Perintang yang betul ke pin 7 dan 6.

The formula untuk mengira nilai R dan C berdasarkan frekuensi keluaran (Fo) diberikan oleh formula

Fo = 2.4 (Vss - Vc) / Ro + Co + Vss

Di mana, Vss adalah voltan bekalan (di sini 12V) dan Vc adalah voltan kawalan yang digunakan pada pin 5 berdasarkan besarnya frekuensi output yang dikendalikan. (Di sini kita telah membentuk pembahagi berpotensi menggunakan 1.5k dan 10k Resistor untuk membekalkan voltan malar ke pin 5). Contoh rajah litar untuk LM566 ditunjukkan di bawah

Dalam aplikasi praktikal, Resistor 1.5k dan 10k dapat diabaikan dan voltan kawalan dapat dibekalkan terus ke pin 5. Anda juga boleh mengubah nilai Ro dan Co berdasarkan julat frekuensi output yang anda perlukan. Juga rujuk lembar data untuk memeriksa seberapa linear frekuensi output berbeza sehubungan dengan voltan kawalan Input. Nilai frekuensi output dapat disesuaikan menggunakan voltan Kawalan (pada pin 5) dengan nisbah 10: 1, yang membantu kita dalam menyediakan pelbagai kawalan.

Aplikasi Pengayun Voltan Terkawal (VCO)

Kekunci Penggeseran Frekuensi
Pengecam kekerapan
Pengecam Nada Kekunci
Penjana Jam / Isyarat / Fungsi
Digunakan untuk membina Gelung Berkunci Fasa.

Pengayun voltan terkawal adalah blok fungsi utama dalam sistem Phase Locked Loop. Oleh itu, marilah kita juga memahami mengenai Loop terkunci Fasa, mengapa ia penting dan apa yang dilakukan VCO di dalam Gelung Berkunci Fasa.

Apa itu Gelung Terkunci Fasa (PLL)?

Phase Locked Loop juga disebut sebagai PPL, adalah sistem kawalan yang terdiri terutamanya dari tiga blok penting. Mereka adalah Pengesan Fasa, Penapis Lulus Rendah dan Pengayun Voltan terkawal. Ketiga-tiga ini membentuk sistem kawalan yang sentiasa menyesuaikan frekuensi isyarat output berdasarkan frekuensi isyarat input. Gambarajah blok PLL ditunjukkan di bawah

Sistem PLL digunakan dalam aplikasi di mana Frekuensi stabil tinggi (f _OUT) harus diperolehi dari isyarat frekuensi tidak stabil (f _IN). Fungsi utama litar PLL adalah untuk menghasilkan isyarat output dengan frekuensi yang sama dari isyarat input. Ini sangat penting dalam aplikasi tanpa wayar seperti Router, sistem penghantaran RF, rangkaian Mobiles dll.

Pengesan Fasa membandingkan frekuensi Input (f _IN) dengan frekuensi output (f _OUT) menggunakan jalur maklum balas yang disediakan. Perbezaan kedua isyarat ini dibandingkan dan diberikan dari segi nilai voltan, dan disebut sebagai isyarat voltan ralat. Isyarat voltan ini juga akan mempunyai beberapa bunyi frekuensi tinggi yang digabungkan dengannya, yang dapat disaring dengan menggunakan penapis Low pass. Kemudian isyarat voltan ini diberikan kepada VCO yang seperti yang telah kita ketahui mengubah frekuensi output berdasarkan isyarat voltan (voltan kawalan) yang disediakan.

PLL - Aplikasi Praktikal

Salah satu IC implement PLL yang biasa digunakan adalah LM567. Ini adalah IC penyahkod nada, yang bermaksud ia mendengarkan jenis nada pengguna yang dikonfigurasi pada pin 3 jika nada itu diterima ia menghubungkan output (pin 8) ke tanah. Jadi pada dasarnya untuk mendengar semua suara yang ada dalam frekuensi dan terus membandingkan frekuensi isyarat suara tersebut dengan frekuensi yang telah ditetapkan menggunakan teknik PLL. Apabila frekuensi sepadan dengan pin output, ia berubah menjadi rendah. Pin IC LM567 ditunjukkan di bawah, litar ini sangat rentan terhadap kebisingan, jadi jangan terkejut jika anda tidak dapat menggunakan IC ini di papan roti.

Seperti yang ditunjukkan dalam pin out, IC terdiri daripada litar pengesan Fasa I dan Q di dalamnya. Pengesan Fasa ini memeriksa perbezaan antara frekuensi yang ditetapkan dan isyarat frekuensi masuk. Komponen luaran digunakan untuk menetapkan nilai frekuensi set ini. IC juga terdiri daripada litar penapis yang akan menapis bunyi pensuisan tidak menentu, tetapi ia memerlukan kapasitor luaran yang disambungkan ke pin 1. 2 ^nd pin digunakan untuk menetapkan lebar jalur IC, lebih tinggi kemuatan yang lebih rendah akan menjadi jalur lebar. Pin 5 dan 6 digunakan untuk menetapkan nilai frekuensi set. Nilai frekuensi ini dapat dikira dengan menggunakan formula di bawah

Litar asas untuk IC LM567 ditunjukkan di bawah.

Isyarat Input yang frekuensinya harus dibandingkan diberikan kepada pin 3 melalui kapasitor penapisan bernilai 0.01uF. Frekuensi ini dibandingkan dengan frekuensi yang ditetapkan. Frekuensi ditetapkan menggunakan 2.4k Resistor (R1) dan 0.0033 Capacitor (C1), nilai-nilai ini dapat dikira mengikut frekuensi set anda menggunakan formula yang dibincangkan di atas.

Apabila frekuensi input dipadankan dengan frekuensi yang ditetapkan, pin output (pin 8) akan dibumikan. Sekiranya sebaliknya, pin ini akan tetap tinggi. Di sini kita telah menggunakan Resistor (R _L) sebagai beban, tetapi biasanya ia akan menjadi Led, atau buzzer seperti yang disyaratkan oleh reka bentuk. Oleh itu, LM567 menggunakan kemampuan VCO untuk membandingkan frekuensi yang sangat berguna dalam aplikasi berkaitan audio / tanpa wayar.

Harap anda mendapat idea yang baik mengenai VCO sekarang, jika anda mempunyai keraguan, hantarkannya di ruangan komen atau gunakan forum.

Periksa juga:

Pengayun Fasa RC Fasa
Pengayun Jambatan Wein
Pengayun Kristal Kuarza