Характеристики
Представена е кривата на връзката (фиг. 1) между характеристиките на изходната ъглова честота ω0 и входното управляващо напрежение UC. На фигурата ъгловата честота ω0, 0 се нарича честота на свободен осцилиращ ъгъл; наклонът K0 на кривата се нарича контролна чувствителност. В комуникационен или измервателен уред входното управляващо напрежение е сигнал (модулационен сигнал), който иска да предаде или иска да измери. Хората обикновено наричат осцилатора с контролирано напрежение честотен преобразувател за генериране на сигнал за честотна модулация. В контура за автоматичен контрол на честотата и контура с фазово блокиране, входното управляващо напрежение е напрежение на сигнала за грешка, а управляваният от напрежението осцилатор е контролиран компонент в контура.
Типът осцилатор с контролирано напрежение включва LC осцилатор с контролирано напрежение, RC осцилатор с контролирано напрежение и кристален осцилатор с контролирано напрежение. Техническите изисквания за осцилатори с контролирано напрежение са главно: стабилността на честотата е добра, управлението е високо, честотният диапазон е широк, а честотното отместване и управляващото напрежение са линейно свързани с интеграцията. Стабилността на честотата на осцилатора с кристално напрежение е висока, но честотният диапазон е тесен; стабилността на честотата на RC управлявания от напрежение осцилатор е ниска и честотният обхват е широк, а LC управляваният от напрежение осцилатор е между тях.
LC тип контрол на напрежението
Във всеки LC осцилатор, LC осцилатор за контрол на напрежението може да бъде образуван чрез вмъкване на контролирано от напрежението променливо електрическо антитяло във веригата на трептене. Ранните елементи с променливо съпротивление на напрежението са електрическо съпротивление, което по-късно използва променливи диоди. Фигура 2 е принципна схема на LC осцилатор тип Craglet, управляван от напрежение. На фигурата t е транзисторът, L е индуктор на веригата, C1, C2 и CV са капацитет на веригата, а CV е представяне на капацитет, когато лопатковият диод е обърнат; C1, C2 обикновено е много по-голям от CV. Когато входното управляващо напрежение UC се промени, CV се променя, като по този начин се променя честотата на трептене. Връзката между изходната честота и входното управляващо напрежение на управлявания по напрежение осцилатор е
C0 е кондензатор с нулево обратно отклонение; φ е напрежението на прехода на лъчевия диод, Γ е индекс на козметична промяна. За да се получат линейни контролни характеристики, могат да се предприемат различни компенсационни мерки.
RC управляваният от напрежението осцилатор често използва RC управляван от напрежение мултирезонатор (вижте масива) в интегрална схема с един чип.
Контрол на напрежението на кристала
В осцилатор с кварцов кристал, променливият диод и кварцовият кристал могат да бъдат формирани в осцилатор с контролирано напрежение на кристала. За да се разшири диапазонът на честотна модулация, кварцовият кристал може да бъде изрязан и да вземе кварцовия кристал на основната му честота, а изложбената мрежа може да се използва и във веригата.
в микровълновата лента, осцилаторът на регулатора на отражението с честотата на управление на отразяващото напрежение и магнетронният осцилатор на честотата на управление на анодното напрежение също принадлежат към естеството на осцилатора, контролиран от напрежението. Обхватът на приложение на осцилатора с управление на напрежението е широк. Интеграцията е важна посока на развитие. Противоречието между стабилността на честотата и обхвата на честотната модулация между осцилатори с контролирано напрежение от кварцов кристал също е представено за разрешаване. С развитието на дълбоковъздушната комуникация ще е необходим осцилатор с контролирано напрежение, който е с изключително ниски нива на вътрешен шум.
Действителната схема на приложение на VCO
Веригата на локалния осцилатор на честотната лента 6-12 в цветен телевизионен приемник VHF тунер е показана във веригата. Контролното напрежение Vc е 0,5-30 V, като промяната на това напрежение променя капацитета на езика на лъчевата тръба, за да се получи честота на честотата. Както може да се види от Фиг. (3), това е типична осцилационна верига на Seller, а осцилиращата тръба е конфигурация на съвместен колектор. Честотата на трептене е около 170-220 MHz, което често се нарича промяна на постояннотоковото напрежение, за да се постигне регулиране на честотата. Електрическият тунинг в сравнение с механичния има големи предимства.
Индекс на производителност
1. Централна честота
е междинната стойност на обхвата на регулиране на честотата, т.е. максималната стойност на честотата на осцилатора и минималната стойност. Размерът на централната честота зависи от структурата на осцилатора и параметрите на компонентите и също се променя съответно като процес и температура; с непрекъснатото развитие на науката и технологиите, централната честота на CMOS осцилатора за контрол на напрежението днес вече може да достигне 10GHz.
2. Диапазон на настройка
се отнася до обхвата на промените в изходната честота, т.е. максималната честота на настройка на осцилатора и разликата между минималната честота на настройка
3. Усилване на настройката
Чувствителността на осцилатора с контролирано напрежение означава промяната във входното напрежение и изходната честота на модула, обикновено в KV, в модула е Hz / V. На практика колкото по-висока е чувствителността на регулатора на напрежението, толкова по-силен е отговорът на шума на контролната линия, колкото по-голяма е изходната честота на смущението, шумът на управлявания от напрежението осцилатор се понижава. Така че трябва да намерите баланс на печалбата и шума на VCO.
4. Изходна амплитуда
е пикът на изходния спектър на VCO. Чрез оптимизиране на фазовия шум е необходимо да се увеличи колкото е възможно повече амплитудата на изходното напрежение, така че усилването на контрола на напрежението
5. Настройка на линейността
е печалбата при управление на налягането
6. Фазов шум
Осцилаторът влиза в стабилно състояние, веригата за шумови смущения във веригата работи, което е фазов шум. Единицата е DBC / Hz.
7. Консумация на енергия
в работата, шумът във веригата, намаляването на консумацията на енергия е основната изследователска посока на CMOS осцилатор за управление на напрежението, осцилатор Честотата на консумация на енергия е тясно свързана с честотата на работата, честотата на входното напрежение и изхода на изхода. Консумацията на мощност на осцилатора може да достигне от един до десетки MW.
8. Други показатели за ефективност
Спектралната плътност на изходната честота, поради други влияния като шум, изходната форма на вълната не е идеална форма на вълната, за да се постигне идеалната форма на вълната, проектиране на верига За потискане на съществуването на хармоници; захранване и потискане на общия режим, шумът от захранването има голямо влияние върху осцилатора, управляван от напрежението, за да се постигне по-добро потискане на общия режим, диференциалната линия или друг маршрут трябва да се вземе според проектираната ситуация.
действително приложение
Осцилаторът с контролирано напрежение често се използва в:
1, генераторът на сигнали.
2, електронната музика се използва за извършване на промени.
3, заключваща верига.
4, честотният синтезатор в комуникационното устройство.
Ефект
Използване на осцилатори за управление на напрежението за управление на честотата
Високочестотна честотна част с контролирано напрежение, обикновено се използва като индуктивен диод C и индуктивен L и се използва свързаната LC резонансна верига. Подобрете обратното отклонение на лъчевия диод, въздушните процеси в диода ще се увеличат, разстоянието между двете повърхности на проводника, капацитетът ще бъде намален, резонансната честота на тази LC верига ще бъде подобрена. Обратно, намалете обратното отклонение Когато капацитетът в диода е голям, честотата ще бъде намалена.
и нискочестотният осцилатор с контролирано напрежение избира различни методи според различните честоти, например чрез промяна на скоростта на зареждане на кондензатора, за да се получи едно управление на напрежението на източника на ток. Вижте генератора тип вълна.
Кристал с контролирано напрежение
„Кристален осцилатор с контролирано напрежение, VCXO) обикновено се използва в следните случаи: Когато честотата трябва да се регулира в малък диапазон, когато правилната честота или фаза е много важна за осцилатора, използвайте различни напрежения като осцилатора на контролния източник, за да разпръсне смущенията в определен честотен диапазон. Тази лента не се влияе твърде много. Типичната честота на кварцовия осцилатор с контролирано налягане е между десетки PPM, тъй като кварцовият осцилатор на фактора на качеството (или Q Фактор) произвежда само малко количество изместване на честотния диапазон.
Когато радиочестотната верига се предава, има честота на генериране на топлина и "VCXo с компенсация на температурата, TCVCXO" се използва широко поради Tcvcxo. Не е подложен на температура, за да промени своите пиезоелектрични характеристики.