Что такое генератор, управляемый напряжением?
Генератор, управляемый напряжением, представляет собой генератор с выходным сигналом, выход которого может изменяться в диапазоне, который регулируется входным напряжением постоянного тока. Это генератор, выходная частота которого напрямую зависит от напряжения на его входе. Частота колебаний колеблется от нескольких герц до сотен ГГц. Изменяя входное напряжение постоянного тока, выходной частота сигнала произведено отрегулировано.
2 типа генераторов, управляемых напряжением
- Осцилляторы гармоник: на выходе получается сигнал с синусоидальной формой волны. Примеры: кварцевые генераторы и танковые генераторы.
- Осцилляторы релаксации: выходной сигнал представляет собой сигнал пилообразной или треугольной формы и обеспечивает широкий диапазон рабочих частот. Выходная частота зависит от времени зарядки и разрядки конденсатора.
Основной принцип работы генератора пилообразных сигналов VCO
Для генератора, управляемого напряжением, генерирующего пилообразную форму волны, основным компонентом является конденсатор, который при зарядке и разрядке определяет формирование выходного сигнала. Входной сигнал задается в виде напряжения, которым можно управлять. Это напряжение преобразуется в токовый сигнал и подается на конденсатор. Когда ток проходит через конденсатор, он начинает заряжаться, и на нем начинает расти напряжение. По мере того, как конденсатор заряжается и напряжение на нем постепенно увеличивается, напряжение сравнивается с опорным напряжением с помощью компаратора.
Когда напряжение на конденсаторе превышает опорное напряжение, то компаратор генерирует высокий логический вывод, который запускает транзистор, и конденсатор подсоединен к земле, и начинается разрядки. Таким образом, генерируемая форма выходного сигнала представляет собой зарядку и разрядку конденсатора, а частота регулируется входным постоянным напряжением.
Приложения VCO
- Электронное оборудование для постановки помех.
- Генератор функций.
- Производство электронной музыки, для производства различных типов шума.
- Фазовая автоподстройка частоты.
- Синтезаторы частот, используемые в схемах связи.
Практичный VCO - LM566
Практическим примером генератора, управляемого напряжением (ГУН) является LM566. LM566 - это ГУН общего назначения, который можно использовать для генерации прямоугольных и треугольных сигналов в зависимости от входного напряжения.
LM566 предназначен для работы в диапазоне температур от 0˚C до 70˚C. Частота которого является линейной функцией управляющего напряжения. Частота также регулируется внешним резистором и конденсатором, значения которых определяют частоту холостого хода.
Описание штифта:
- Контакт 1: Земля (GND)
- Контакт 2: Нет соединения (NC)
- Контакт 3: выход прямоугольной волны
- Контакт 4: выход треугольной волны
- Контакт 5: вход модуляции
- Контакт 6: резистор синхронизации
- Контакт 7: синхронизирующий конденсатор
- Контакт 8: Vcc
Функции:
- Максимальное рабочее напряжение от 10 до 24 В.
- Устойчивость к высоким температурам
- Рабочая температура от 0˚C до 70˚C.
- Частотой можно управлять с помощью тока, напряжения, резистора или конденсатора.
- Рассеиваемая мощность 300 мВ
- Отлично отказ источника питания
Приложения:
- Генератор функций
- Генератор тона
- FM модуляция
- Частотная манипуляция
- Генератор часов
Работа LM566:
На рисунке показано, что микросхема LM566 содержит источники тока для зарядки и разрядки внешнего конденсатора со скоростью, установленной внешним резистором R1 и модулирующим входным напряжением постоянного тока V.
Конденсатор на 0,001 мкФ подключен к контактам 5 и 6. Схема триггера Шмитта используется для переключения источников тока между зарядкой и разрядкой конденсатора, а треугольное напряжение, создаваемое на конденсаторе, и прямоугольная волна от триггера Шмитта предоставляются в качестве выходных сигналов через буферные усилители. Обе формы выходного сигнала буферизуются, так что выходное сопротивление каждой составляет 50 f2. Типичная величина треугольной волны и прямоугольной волны составляет 2,4 В от пика до пика и 5,4 В от пика до пика. Свободная или центральная рабочая частота f0 равна
Применение ГУН - ФАПЧ
Что такое контур фазовой синхронизации?
Это электронная схема, которая используется для фиксации выходной частоты генератора, управляемого напряжением, с желаемой входной частотой путем постоянного сравнения фазы входной частоты с фазой выходной частоты ГУН. ФАПЧ используется для генерации сигнала, его модуляции или демодуляции. Они в основном используются в частотной и амплитудной модуляциях. Выходная частота генератора, управляемого напряжением, постоянно регулируется до совпадения с входной частотой.
Как работает схема фазовой автоподстройки частоты?
В приведенной выше блок-схеме, ПД или фазовый детектор сравнивает частоту выходного сигнала с помощью входного сигнала опорной частоты. В случае какого-либо несоответствия фазовый детектор генерирует сигнал ошибки, который фильтруется с использованием фильтра нижних частот для удаления шума, и этот сигнал подается на генератор, управляемый напряжением, чтобы соответственно генерировать выходную частоту. Эта выходная частота подается на фазовый детектор через счетчик деления на N, который делит выходную частоту на определенное число N.
Практическое применение PLL - Tone Decoder с использованием LM567
LM567 - это декодер тонов. Он предназначен для заземления насыщенного транзисторного переключателя при наличии входного сигнала. Он состоит из генератора, управляемого напряжением (ГУН), и фазового детектора. Генератор, управляемый напряжением, предназначен для проверки центральной частоты декодера. Внешние компоненты используются для установки центральной частоты, полосы пропускания и задержки вывода.
Фазовый детектор и ГУН образуют контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), когда ФАПЧ заблокирована и амплитуда входного сигнала превышает внутренне заданный порог, на выходе активируется переключатель на землю.
Функции:
- Диапазон частот от 20 до 1 с внешним резистором
- Логически совместимый выход с возможностью потребления тока 100 мА
- Регулируемая полоса пропускания
- Высокое подавление внеполосных сигналов и шума
- Невосприимчивость к ложным сигналам
- Высокая центральная частота (От 0,01 Гц до 500 кГц)
Тональный декодер LM567 с ФАПЧ имеет множество применений, включая декодирование тонального набора, прецизионный генератор, частотный мониторинг и управление, широкополосную FSK-демодуляцию, ультразвуковое управление, дистанционное управление несущим током и декодеры пейджинга связи.
Работа тонального декодера LM567 PLL:
LM567 работает при напряжении питания от 2 В до 9 В и частотах на входе от 1 Гц до 500 кГц. Конденсатор синхронизации генератора Ct должен быть разделен на две части, чтобы удвоить частоту генератора относительно входной частоты, а конденсаторы фильтра C1 и C2 должны быть уменьшены, чтобы поддерживать те же постоянные времени фильтра. Когда ФАПЧ заблокирован, выходной контакт 8 переключается на массу и активируется. Для активации переключателя не требуется дополнительный ток питания. И сопротивление переключателя во включенном состоянии обратно пропорционально питанию. Входной сигнал имеет достаточную амплитуду, чтобы напряжение на контакте 1 упало ниже 2/3 В.
Я надеюсь, что вы получили представление об генераторе, управляемом напряжением, из приведенной выше статьи, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы об этой концепции или об электрических и электронные проекты оставьте раздел комментариев ниже.
