Ominaisuudet
Suhdekäyrä (kuva 1) lähtökulmataajuuden ω0 ja tulon ohjausjännitteen UC välillä on esitetty. Kuvassa kulmataajuutta ω0, 0 kutsutaan vapaaksi värähtelykulmataajuudeksi; käyrän jyrkkyyttä K0 kutsutaan ohjausherkkyydeksi. Viestintä- tai mittauslaitteessa tulon ohjausjännite on signaali (modulaatiosignaali), joka haluaa lähettää tai haluta mitata. Ihmiset kutsuvat yleensä jänniteohjattua oskillaattoria taajuusmuuttajana taajuusmodulaatiosignaalin tuottamiseksi. Automaattisessa taajuudensäätösilmukassa ja vaihelukitussa silmukassa tulon ohjausjännite on virhesignaalijännite ja jänniteohjattu oskillaattori on ohjattu komponentti silmukassa.
Jänniteohjatussa oskillaattorityypissä on LC-jänniteohjattu oskillaattori, RC-jänniteohjattu oskillaattori ja kidejänniteohjattu oskillaattori. Jänniteohjattujen oskillaattorien tekniset vaatimukset ovat pääasiassa: taajuuden vakaus on hyvä, ohjaus on korkea, taajuusalue laaja ja taajuussiirtymä ja ohjausjännite liittyvät lineaarisesti integraatioon. Kidejänniteohjatun oskillaattorin taajuusstabiilisuus on korkea, mutta taajuusalue on kapea; RC-jänniteohjatun oskillaattorin taajuusstabiilisuus on matala ja taajuusalue laaja, ja LC-jänniteohjattu oskillaattori on niiden välissä.
LC-jännitteen ohjaustyyppi
Missä tahansa LC-oskillaattorissa LC-jännitteensäätöoskillaattori voidaan muodostaa lisäämällä jänniteohjattu muuttuva sähköinen vasta-aine värähtelypiiriin. Varhaiset jänniteohjatut säädettävän tehon vastuselementit ovat sähkövastusta, jossa käytetään myöhemmin muuttuvia diodeja. Kuvio 2 on Craglet-tyyppisen LC-jänniteohjatun oskillaattorin periaatepiiri. Kuvassa t on transistori, L on piiriinduktori, C1, C2 ja CV ovat piirin kapasitanssit ja CV on kapasiteetin esitys, kun siipidiodi käännetään; C1, C2 on yleensä paljon suurempi kuin CV. Kun tuloohjausjännite UC muuttuu, CV muuttuu, mikä muuttaa värähtelytaajuutta. Jänniteohjatun oskillaattorin lähtötaajuuden ja tulon ohjausjännitteen välinen suhde on
CO on nolla-käänteinen biasoitu kondensaattori; φ on sädediodin liitosjännite Γ on kosmeettinen muutosindeksi. Lineaaristen ohjausominaisuuksien saamiseksi voidaan toteuttaa erilaisia kompensointitoimenpiteitä.
RC-jänniteohjattu oskillaattori käyttää usein RC-jänniteohjattua moniresonaattoria (katso ryhmä) yksisiruisessa integroidussa piirissä.
Kidejännitteen säätö
Kvartsikiteellä varustetussa oskillaattorissa säädettävä diodi ja kvartsikide voidaan muodostaa kidejänniteohjatuksi oskillaattoriksi. Taajuusmodulaatioalueen laajentamiseksi kvartsikide voidaan leikata ja ottaa sen perustaajuuden kvartsikide, ja näyttelyverkkoa voidaan myös käyttää piirissä.
mikroaaltokaistalla heijastusjännitteen ohjaustaajuudella varustettu heijastussäädinoskillaattori ja anodin jännitteensäätötaajuuden magnetronioskillaattori kuuluvat myös jänniteohjatun oskillaattorin luonteeseen. Jänniteohjatun oskillaattorin käyttöalue on laaja. Integraatio on tärkeä kehityssuunta. Taajuusstabiilisuuden ja taajuusmodulaatioalueen välinen ristiriita kvartsikidejänniteohjattujen oskillaattorien välillä esitetään myös ratkaistavaksi. Syväilmaviestinnän kehittyessä tarvitaan jänniteohjattua oskillaattoria, jonka sisäinen melutaso on erittäin alhainen.
VCO:n todellinen sovelluspiiri
Väritelevisiovastaanottimen VHF-virittimen 6-12 taajuuskaistan paikallinen oskillaattoripiiri näkyy piirissä. Ohjausjännite Vc on 0,5-30 V, tätä jännitettä muuttamalla sädeputken kielen kapasitanssia saadaan aikaan taajuus. Kuten kuvasta (3) voidaan nähdä, tämä on tyypillinen Seller-värähtelypiiri ja värähtelevä putki on apukeräimen konfiguraatio. Värähtelytaajuus on noin 170-220 MHz, johon usein viitataan vaihtamalla tasajännitettä taajuuden säädön saavuttamiseksi. Sähkövirityksellä on suuria etuja verrattuna mekaaniseen viritykseen.
Suorituskykyindeksi
1. Keskitaajuus
on taajuuden säätöalueen väliarvo eli oskillaattorin taajuuden maksimiarvo ja minimiarvo. Keskitaajuuden koko riippuu oskillaattorin rakenteesta ja komponenttien parametreista ja myös muuttuu sen mukaan kuten prosessi ja lämpötila; Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen myötä CMOS-jännitteensäätöoskillaattorin keskustaajuus voi nyt saavuttaa 10 GHz.
2. Viritysalue
viittaa lähtötaajuuden muutosalueeseen eli oskillaattorin maksimiviritystaajuuteen ja minimiviritystaajuuden eroon
3. Viritysvahvistus
Jänniteohjatun oskillaattorin herkkyys tarkoittaa yksikön tulojännitteen ja lähtötaajuuden muutosta, yleensä KV, yksikössä Hz / V, Käytännössä mitä korkeampi jännitesäätimen herkkyys, sitä vahvempi kohinavaste ohjauslinjalla, mitä suurempi häiriölähtötaajuus, jänniteohjatun oskillaattorin kohinan suorituskyky heikkenee. Joten sinun on löydettävä tasapaino VCO:n vahvistuksen ja kohinan välillä.
4. Lähtöamplitudi
on VCO-lähtöspektrin huippu. Vaihekohinaa optimoimalla on tarpeen lisätä lähtöjännitteen amplitudia niin paljon kuin mahdollista, jotta jännitteensäätövahvistus
5. Lineaarisuuden viritys
on paineensäätövahvistus
6. Vaihekohina
Oskillaattori siirtyy vakaaseen tilaan, piirissä toimii kohinahäiriöpiiri, joka on vaihekohinaa. Yksikkö on DBC / Hz.
7. Virrankulutus
työssä kohina piirissä, virrankulutuksen vähentäminen on CMOS-jännitteensäätöoskillaattorin päätutkimussuunta, oskillaattori Tehonkulutuksen taajuus liittyy läheisesti työn taajuuteen, tulojännitteen taajuuteen ja ulostuloon tuotosta. Oskillaattorin tehonkulutus voi olla yhdestä kymmeniin MW.
8. Muut suoritusindikaattorit
Lähtötaajuuden spektritiheys, joka johtuu muista vaikutuksista, kuten melusta, lähtöaaltomuoto ei ole ihanteellinen, jotta saavutettaisiin ihanteellinen aaltomuoto, suunnittelupiiri Tukahduttaa harmonisten olemassaolo; virtalähde ja yhteismoodivaimennus, virtalähteen kohinalla on suuri vaikutus jänniteohjattavaan oskillaattoriin, jotta saavutettaisiin parempi yhteismoodivaimennus, differentiaalilinja tai muu reitti tulisi valita tilanteen mukaan.
todellinen sovellus
Jänniteohjattua oskillaattoria käytetään usein:
1, signaaligeneraattori.
2, elektronista musiikkia käytetään muutosten tekemiseen.
3, lukituspiiri.
4, viestintälaitteen taajuussyntetisaattori.
Vaikutus
Jännitteensäätöoskillaattorien käyttö taajuuden ohjaamiseen
Korkeataajuinen jänniteohjattu taajuusohjaustaajuusosa, Sitä käytetään yleensä induktanssidiodina C ja induktanssina L, ja käytetään kytkettyä LC-resonanssipiiriä. Paranna sädediodin käänteistä esijännitettä, diodin ilmaprosessi kasvaa, kahden johdinpinnan välinen etäisyys, kapasitanssi pienenee, tämän LC-piirin resonanssitaajuus paranee. Päinvastoin, vähennä käänteistä esijännitettä Kun diodin kapasitanssi on suuri, taajuus pienenee.
ja matalataajuinen jänniteohjattu oskillaattori valitsee erilaisia menetelmiä eri taajuuksien mukaan, esimerkiksi muuttamalla kondensaattorin latausnopeutta saadakseen yhden virtalähteen jännitesäädön. Katso aaltotyyppigeneraattori.
Jänniteohjattu kristalli
"Voltage-Controlled Crystal Oscillator, VCXO") käytetään yleensä seuraavissa tilanteissa: Kun taajuutta on säädettävä pienellä alueella, kun oikea taajuus tai vaihe on erittäin tärkeä oskillaattorille, käytä erilaisia jännitteitä esim. ohjauslähteen oskillaattori hajottaa häiriöitä tietylle taajuusalueelle. Tähän kaistaan ei vaikuta liikaa. Paineohjatun kvartsioskillaattorin tyypillinen taajuus on kymmenien PPM:ien välillä, koska laatutekijän kvartsioskillaattori (tai Q Factor) tuottaa vain pienen määrän taajuusalueen siirtymää.
Kun radiotaajuuspiiri lähetetään, on olemassa lämmöntuottotaajuus, ja "lämpötilakompensoitua VCXo:a, TCVCXO" käytetään laajalti Tcvcxon vuoksi. Se ei ole alttiina lämpötilalle, joka muuttaa sen pietsosähköisiä ominaisuuksia.