Vlastnosti
Je znázorněna křivka vztahu (obr. 1) mezi charakteristikou výstupní úhlové frekvence ω0 a vstupním řídicím napětím UC. Na obrázku se úhlová frekvence ω0, 0 nazývá úhlová frekvence volného kmitání; sklon K0 křivky se označuje jako citlivost kontroly. V komunikačním nebo měřicím přístroji je vstupním řídicím napětím signál (modulační signál), který chce vysílat nebo chce měřit. Lidé obvykle označují napěťově řízený oscilátor jako frekvenční měnič pro generování signálu frekvenční modulace. V automatické smyčce řízení frekvence a smyčce fázového závěsu je vstupní řídicí napětí napětím chybového signálu a napěťově řízený oscilátor je řízenou součástí smyčky.
Typ napěťově řízeného oscilátoru má LC napěťově řízený oscilátor, RC napěťově řízený oscilátor a krystalový napěťově řízený oscilátor. Technické požadavky na napěťově řízené oscilátory jsou zejména: frekvenční stabilita je dobrá, řízení je vysoké, frekvenční rozsah je široký a frekvenční offset a řídicí napětí lineárně souvisí s integrací. Frekvenční stabilita krystalového napěťově řízeného oscilátoru je vysoká, ale frekvenční rozsah je úzký; frekvenční stabilita RC napětím řízeného oscilátoru je nízká a frekvenční rozsah je široký a LC napětím řízený oscilátor je mezi nimi.
Typ řízení napětí LC
V libovolném oscilátoru LC může být oscilátor řízení napětí LC vytvořen vložením napěťově řízené proměnné elektrické protilátky do oscilačního obvodu. Prvotní napěťově řízené prvky s proměnným výkonem jsou elektrický odpor, který později používá proměnné diody. Obrázek 2 je principiální obvod LC oscilátoru řízeného napětím typu Craglet. Na obrázku je t tranzistor, L je obvodová tlumivka, C1, C2 a CV jsou kapacitní odpor obvodu a CV je zobrazení kapacity, když je lopatková dioda obrácena; C1, C2 je obvykle mnohem větší než CV. Když se změní vstupní řídicí napětí UC, změní se CV, čímž se změní frekvence oscilací. Vztah mezi výstupní frekvencí a vstupním řídicím napětím napěťově řízeného oscilátoru je
C0 je kondenzátor s nulovým reverzním předpětím; φ je přechodové napětí paprskové diody Γ je index kosmetické změny. Pro získání lineárních regulačních charakteristik lze provést různá kompenzační opatření.
RC napěťově řízený oscilátor často používá RC napěťově řízený multirezonátor (viz pole) v jednočipovém integrovaném obvodu.
Řízení napětí krystalu
V oscilátoru s křemenným krystalem lze variabilní diodu a křemenný krystal zformovat do krystalu řízeného oscilátoru napětím. Aby se rozšířil rozsah frekvenční modulace, lze křemenný krystal řezat a přebírat křemenný krystal jeho základní frekvence a na okruhu lze také použít výstavní síť.
v mikrovlnném pásmu patří k povaze napěťově řízeného oscilátoru také oscilátor odrazového regulátoru s odraznou napěťovou řídící frekvencí a magnetronový oscilátor anodové napěťové řídící frekvence. Rozsah použití napěťově řízeného oscilátoru je široký. Integrace je důležitým směrem rozvoje. Rozpor mezi frekvenční stabilitou a rozsahem frekvenční modulace mezi napěťově řízenými oscilátory z křemenného krystalu je také předložen k vyřešení. S rozvojem komunikace v hlubokém vzduchu bude zapotřebí oscilátor řízený napětím, který má extrémně nízkou hladinu vnitřního šumu.
Aktuální aplikační obvod VCO
V obvodu je znázorněn obvod lokálního oscilátoru frekvenčního pásma 6-12 v barevném TV přijímači VHF tuneru. Řídicí napětí Vc je 0,5-30 V, změnou tohoto napětí se mění kapacita jazýčku paprskové trubice pro získání frekvence frekvence. Jak je patrné z obr. (3), jedná se o typický Sellerův oscilační obvod a oscilační trubice je konfigurace ko-kolektoru. Frekvence oscilací je asi 170-220 MHz, což je často označováno změnou stejnosměrného napětí pro dosažení úpravy frekvence. Elektrické ladění, oproti mechanickému ladění oproti němu má velké výhody.
Index výkonu
1. Středová frekvence
je střední hodnota rozsahu nastavení frekvence, to znamená maximální hodnota frekvence oscilátoru a minimální hodnota. Velikost střední frekvence závisí na struktuře oscilátoru a parametrech součástek a také se podle toho mění jako proces a teplota; s nepřetržitým rozvojem vědy a techniky může dnes centrální frekvence oscilátoru řízení napětí CMOS dosáhnout 10 GHz.
2. Rozsah ladění
označuje rozsah změn výstupní frekvence, tedy maximální ladicí frekvence oscilátoru a rozdíl minimální ladicí frekvence
3. Ladění zisku
Citlivost napěťově řízeného oscilátoru znamená změnu vstupního napětí a výstupní frekvence jednotky, obecně v KV, v jednotce je Hz / V, V praxi platí, že čím vyšší je citlivost regulátoru napětí, tím silnější šumová odezva na řídicím vedení, čím vyšší je výstupní frekvence rušení, tím se snižuje šumová charakteristika napěťově řízeného oscilátoru. Takže musíte najít rovnováhu mezi ziskem a šumem výkonu VCO.
4. Výstupní amplituda
je vrchol výstupního spektra VCO. Optimalizací fázového šumu je nutné co nejvíce zvýšit amplitudu výstupního napětí, aby se snížilo zesílení řízení napětí
5. Ladění linearity
je zesílení řízení tlaku
6. Fázový šum
Oscilátor přejde do ustáleného stavu, obvod rušení šumu v obvodu funguje, což je fázový šum. Jednotka je DBC / Hz.
7. Spotřeba energie
v práci, hluk v obvodu, snížení spotřeby energie je hlavní směr výzkumu oscilátoru řízení napětí CMOS, oscilátor Frekvence spotřeby energie úzce souvisí s frekvencí práce, frekvencí vstupního napětí a výstupu výstupu. Spotřeba oscilátoru může dosáhnout jednoho až desítek MW.
8. Další ukazatele výkonnosti
Spektrální hustota výstupní frekvence, kvůli jiným vlivům, jako je šum, výstupní průběh není ideální, aby bylo dosaženo ideálního průběhu, navrhněte obvod Pro potlačení existence harmonických; napájení a potlačení společného režimu, šum napájecího zdroje má velký vliv na napěťově řízený oscilátor, aby bylo dosaženo lepšího potlačení společného režimu, měla by být zvolena diferenční linka nebo jiná cesta, jak je navržena situace.
aktuální aplikace
Napěťově řízený oscilátor se často používá v:
1, generátor signálu.
2, elektronická hudba se používá k provádění změn.
3, uzamkněte obvod.
4, frekvenční syntezátor v komunikačním zařízení.
Efekt
Použití oscilátorů řízení napětí k řízení frekvence
Vysokofrekvenční napětím řízená frekvenční část, obvykle se používá jako indukční dioda C a indukčnost L a používá se připojený rezonanční obvod LC. Zlepšete zpětné předpětí paprskové diody, zvýší se vzduchový proces v diodě, vzdálenost mezi dvěma povrchy vodičů, sníží se kapacita, zlepší se rezonanční frekvence tohoto LC obvodu. Naopak, snižte zpětné zkreslení Když je kapacita uvnitř diody velká, frekvence se sníží.
a nízkofrekvenční napěťově řízený oscilátor vybírá různé metody podle různých frekvencí, například změnou rychlosti nabíjení kondenzátoru, aby se dosáhlo jednoho Napěťového řízení zdroje proudu. Viz generátor typu vlny.
Krystal řízený napětím
Krystalový oscilátor řízený napětím, VCXO) se obvykle používá v následujících případech: Když je třeba frekvenci upravit v malém rozsahu, když je pro oscilátor velmi důležitá správná frekvence nebo fáze, použijte různá napětí jako oscilátor řídicího zdroje rozptyluje rušení v určitém frekvenčním rozsahu.Toto pásmo není příliš ovlivněno Typická frekvence tlakově řízeného křemenného oscilátoru se pohybuje mezi desítkami PPM, protože křemenný oscilátor faktoru kvality (nebo Q Faktor) vytváří pouze malé posunutí frekvenčního rozsahu.
Když je přenášen vysokofrekvenční obvod, dochází k určité frekvenci generování tepla a "Temperature-Compensated VCXo, TCVCXO" je široce používán kvůli Tcvcxo. Nepodléhá teplotě, aby se změnila jeho piezoelektrická charakteristika.