¿Qué es el oscilador controlado por voltaje?
Un oscilador controlado por voltaje es un oscilador con una señal de salida cuya salida se puede variar en un rango, que está controlado por el voltaje de entrada de CC. Es un oscilador cuya frecuencia de salida está directamente relacionada con el voltaje en su entrada. La frecuencia de oscilación varía desde unos pocos hercios hasta cientos de GHz. Variando el voltaje DC de entrada, la salida frecuencia de la señal producido se ajusta.
2 tipos de osciladores controlados por voltaje
- Osciladores armónicos: la salida es una señal con una forma de onda sinusoidal. Algunos ejemplos son los osciladores de cristal y los osciladores de tanque.
- Osciladores de relajación: La salida es una señal con forma de onda triangular o de diente de sierra y proporciona una amplia gama de frecuencias operativas. La frecuencia de salida depende del tiempo de carga y descarga del condensador.
Principio de funcionamiento básico del generador de forma de onda de diente de sierra VCO
Para un oscilador controlado por voltaje que genera una forma de onda de diente de sierra, el componente principal es el capacitor que se está cargando y descargando y decide la formación de la forma de onda de salida. La entrada se da en forma de voltaje que se puede controlar. Este voltaje se convierte en una señal de corriente y se aplica al condensador. A medida que la corriente pasa a través del condensador, comienza a cargarse y comienza a formarse un voltaje a través de él. A medida que el capacitor se carga y el voltaje a través de él aumenta gradualmente, el voltaje se compara con un voltaje de referencia usando un comparador.
Cuando el voltaje del capacitor excede el voltaje de referencia, el comparador genera una salida lógica alta que activa el transistor, y el capacitor se conecta a tierra y comienza a descargarse. Por tanto, la forma de onda de salida generada es la representación de la carga y descarga del condensador y la frecuencia está controlada por el voltaje de entrada de CC.
Aplicaciones de VCO
- Equipo de interferencia electrónica.
- Generador de funciones.
- Producción de música electrónica, para la producción de diferentes tipos de ruido.
- Bucle de bloqueo de fase.
- Sintetizadores de frecuencia, utilizados en circuitos de comunicación.
Un VCO práctico - LM566
Un ejemplo práctico de oscilador controlado por voltaje (VCO) es el LM566. El LM566 es un VCO de uso general que se puede utilizar para generar ondas cuadradas y formas de onda triangulares como una función de voltaje de entrada.
El LM566 está especificado para funcionar en un rango de temperatura de 0˚C a 70˚C. La frecuencia de la cual es una función lineal de un voltaje de control. La frecuencia también está controlada por una resistencia y un condensador externos, cuyos valores controlan la frecuencia de funcionamiento libre.
Descripción del Pin:
- Pin 1: Tierra (GND)
- Pin 2: Sin conexión (NC)
- Pin 3: salida de onda cuadrada
- Pin 4: Salida de onda triangular
- Pin 5: entrada de modulación
- Pin 6: Resistencia de sincronización
- Pin 7: condensador de sincronización
- Pin 8: Vcc
Características:
- El voltaje de funcionamiento máximo es de 10 V a 24 V
- Estabilidad a altas temperaturas
- La temperatura de funcionamiento es de 0 ° C a 70 ° C
- La frecuencia se puede controlar utilizando corriente, voltaje, resistencia o condensador.
- La disipación de energía es de 300 mV.
- Excelente rechazo de la fuente de alimentación
Aplicaciones:
- Generador de funciones
- Generador de tonos
- Modulación FM
- Frecuencia de modulación por desplazamiento
- Generador de reloj
Funcionamiento de LM566:
La figura muestra que el LM566 IC contiene fuentes de corriente para cargar y descargar un capacitor externo a una tasa establecida por una resistencia externa R1 y el voltaje de entrada de CC modulante V.
Un capacitor de 0.001µF está conectado al pin 5 y al pin 6. Se usa un circuito disparador Schmitt para cambiar las fuentes de corriente entre cargar y descargar el condensador y el voltaje triangular producido a través del capacitor y la onda cuadrada del disparador Schmitt se proporcionan como salidas a través de amplificadores de búfer. Ambas formas de onda de salida se almacenan en búfer para que la impedancia de salida de cada una sea 50 f2. La magnitud típica de la onda triangular y la onda cuadrada es de 2,4 V pico a pico y 5,4 V pico a pico. La frecuencia de funcionamiento libre o de funcionamiento central, f0 es
Aplicación de VCO - Bucle con bloqueo de fase
¿Qué es el bucle de bloqueo de fase?
Es un circuito electrónico que se utiliza para bloquear la frecuencia de salida del oscilador controlado por voltaje con la frecuencia de entrada deseada comparando constantemente la fase de la frecuencia de entrada con la de la frecuencia de salida del VCO. El PLL se utiliza para generar una señal, modularla o demodularla. Se utilizan principalmente en modulación de frecuencia y modulación de amplitud. La frecuencia de salida del oscilador controlado por voltaje se ajusta constantemente hasta que coincide con la frecuencia de entrada.
¿Cómo funciona un bucle de bloqueo de fase?
En el diagrama de bloques anterior, el detector de fase o PD compara la frecuencia de salida con la frecuencia de referencia de entrada. En caso de cualquier desajuste, el detector de fase genera una señal de error que se filtra utilizando un filtro de paso bajo para eliminar el ruido y esta señal se aplica al oscilador controlado por voltaje para generar en consecuencia la frecuencia de salida. Esta frecuencia de salida se le da al detector de fase a través de un contador de división por N que divide la frecuencia de salida por un cierto número N.
Una aplicación práctica de PLL - Tone Decoder usando LM567
El LM567 es un decodificador de tonos. Está destinado a proporcionar un interruptor de transistor saturado a tierra cuando la señal de entrada está disponible. Consiste en un oscilador controlado por voltaje (VCO) y el detector de fase. Un oscilador controlado por voltaje es para verificar la frecuencia central del decodificador. Los componentes externos se utilizan para configurar la frecuencia central, el ancho de banda y el retardo de salida.
El detector de fase y el VCO forman un bucle de bloqueo de fase (PLL) cuando el PLL está bloqueado y la amplitud de la señal de entrada excede un umbral preestablecido internamente, se activa un interruptor a tierra en la salida.
Características:
- Rango de frecuencia de 20 a 1 con una resistencia externa
- Salida compatible con lógica con capacidad de disipación de corriente de 100 mA
- Ancho de banda ajustable
- Alto rechazo de señales y ruido fuera de banda
- Inmunidad a señales falsas
- Alta frecuencia central (De 0,01 Hz a 500 kHz)
El decodificador de tono LM567 PLL tiene muchas aplicaciones, entre ellas, decodificación por tonos, oscilador de precisión, monitoreo y control de frecuencia, demodulación FSK de banda ancha, controles ultrasónicos, controles remotos de corriente portadora y decodificadores de localización de comunicaciones.
Funcionamiento del decodificador de tono LM567 PLL:
El LM567 funciona con voltajes de suministro de 2 V a 9 V y frecuencias de entrada que van desde 1 Hz hasta 500 kHz. El condensador de sincronización del oscilador Ct debe dividirse en dos para duplicar la frecuencia del oscilador en relación con la frecuencia de entrada y los condensadores de filtro C1 y C2 deben reducirse para mantener las mismas constantes de tiempo de filtro. Cuando el PLL está bloqueado, el pin de salida 8 se cambia a tierra y se activa. No se requiere corriente de alimentación adicional para activar el interruptor. Y la resistencia de encendido del interruptor es inversamente proporcional al suministro. La entrada tiene suficiente amplitud para hacer que el pin1 caiga por debajo de 2/3 Vs.
Espero que tenga una idea sobre el oscilador controlado por voltaje del artículo anterior, así que si tiene alguna pregunta sobre este concepto o sobre la electricidad y proyectos electronicos deje la sección de comentarios a continuación.
