Voltage Controlled Oscillator - Penggunaan VCO, Pekerjaan dan Aplikasi

Voltage Controlled Oscillator - Penggunaan VCO, Pekerjaan dan Aplikasi

Apa itu Osilator Kontrol Tegangan?

Osilator yang dikendalikan tegangan adalah osilator dengan sinyal keluaran yang keluarannya dapat divariasikan pada suatu rentang, yang dikendalikan oleh tegangan DC masukan. Ini adalah osilator yang frekuensi keluarannya secara langsung berhubungan dengan tegangan pada masukannya. Frekuensi osilasi bervariasi dari beberapa hertz hingga ratusan GHz. Dengan memvariasikan tegangan input DC, output frekuensi sinyal diproduksi disesuaikan.



2 Jenis Osilator Kontrol Tegangan

  • Osilator Harmonik: Outputnya adalah sinyal dengan bentuk gelombang sinusoidal. Contohnya adalah osilator kristal dan osilator tangki
  • Osilator Relaksasi: Outputnya adalah sinyal dengan bentuk gelombang gigi gergaji atau segitiga dan menyediakan berbagai frekuensi operasional. Frekuensi keluaran tergantung pada waktu pengisian dan pemakaian kapasitor.

Prinsip kerja dasar generator gelombang gigi gergaji VCO

VCO

Untuk osilator yang dikendalikan tegangan yang menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji, komponen utamanya adalah kapasitor yang pengisian dan pengosongannya memutuskan pembentukan bentuk gelombang keluaran. Input diberikan dalam bentuk tegangan yang dapat dikontrol. Tegangan ini diubah menjadi sinyal arus dan diterapkan ke kapasitor. Saat arus melewati kapasitor, ia mulai mengisi daya dan tegangan mulai terbentuk di atasnya. Saat kapasitor mengisi dan tegangan yang melewatinya meningkat secara bertahap, tegangan tersebut dibandingkan dengan tegangan referensi menggunakan komparator.






Ketika tegangan kapasitor melebihi tegangan referensi, komparator menghasilkan output logika tinggi yang memicu transistor, dan kapasitor terhubung ke ground dan mulai melepaskan daya. Dengan demikian bentuk gelombang keluaran yang dihasilkan merupakan representasi dari pengisian dan pengosongan kapasitor dan frekuensinya dikendalikan oleh tegangan dc masukan.

Aplikasi VCO

  • Peralatan jamming elektronik.
  • Generator fungsi.
  • Produksi musik elektronik, untuk produksi berbagai jenis kebisingan.
  • Loop terkunci fase.
  • Penyintesis frekuensi, digunakan di sirkuit komunikasi.

VCO Praktis - LM566

Contoh praktis osilator yang dikendalikan tegangan (VCO) adalah LM566. LM566 adalah VCO serba guna yang dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang persegi dan bentuk gelombang segitiga sebagai tegangan input fungsi.



LM566 ditentukan untuk operasi pada kisaran suhu 0˚C hingga 70˚C. Frekuensi yang merupakan fungsi linier dari tegangan pengontrol. Frekuensi juga dikontrol oleh resistor dan kapasitor eksternal, yang nilainya mengontrol frekuensi yang berjalan bebas.

556 VCO

Deskripsi Pin:

  • Pin 1: Ground (GND)
  • Pin 2: Tidak ada koneksi (NC)
  • Pin 3: Output gelombang persegi
  • Pin 4: Output gelombang segitiga
  • Pin 5: Input modulasi
  • Pin 6: Resistor waktu
  • Pin 7: Kapasitor pengaturan waktu
  • Pin 8: Vcc

Fitur:

  • Tegangan operasi maksimum adalah 10V hingga 24V
  • Stabilitas suhu tinggi
  • Suhu pengoperasian adalah 0˚C hingga 70˚C
  • Frekuensi dapat dikontrol dengan menggunakan arus, tegangan, resistor atau kapasitor
  • Disipasi daya adalah 300mV
  • Luar biasa penolakan catu daya

Aplikasi:

  • Generator fungsi
  • Penghasil nada
  • Modulasi FM
  • Penguncian pergeseran frekuensi
  • Generator jam

Bekerja dari LM566:

Gambar tersebut menunjukkan bahwa IC LM566 berisi sumber arus untuk mengisi dan melepaskan kapasitor eksternal pada laju yang ditetapkan oleh resistor eksternal R1 dan tegangan input dc modulasi V.


Kapasitor 0,001μF dihubungkan ke pin 5 dan pin 6. Sirkuit pemicu Schmitt digunakan untuk mengalihkan sumber arus antara pengisian dan pengosongan kapasitor dan tegangan segitiga yang dihasilkan melintasi kapasitor dan gelombang persegi dari pemicu Schmitt disediakan sebagai output melalui amplifier penyangga. Kedua bentuk gelombang keluaran disangga sehingga impedansi keluaran masing-masing adalah 50 f2. Besaran tipikal gelombang segitiga dan gelombang persegi adalah 2.4Vpeak ke puncak dan 5.4Vpeak ke puncak. Frekuensi berjalan bebas atau operasi tengah, f0 adalah

Persamaan 566 VCO 566 VCO Sirkuit

Penerapan VCO - Phase-Locked Loop

Apa itu Phase-Locked Loop?

Ini adalah rangkaian elektronik yang digunakan untuk mengunci frekuensi keluaran osilator yang dikendalikan tegangan dengan frekuensi masukan yang diinginkan dengan terus-menerus membandingkan fasa frekuensi masukan dengan frekuensi keluaran VCO. PLL digunakan untuk menghasilkan sinyal, memodulasi, atau mendemodulasi itu. Mereka terutama digunakan dalam modulasi Frekuensi dan modulasi Amplitudo. Frekuensi keluaran dari osilator yang dikendalikan tegangan secara konstan disesuaikan sampai cocok dengan frekuensi masukan.

Bagaimana cara kerja Phase Locked Loop?

PLL

Pada diagram blok di atas, detektor PD atau Fase membandingkan frekuensi keluaran dengan frekuensi referensi masukan. Jika terjadi ketidaksesuaian, detektor fasa menghasilkan sinyal kesalahan yang disaring menggunakan filter akses rendah untuk menghilangkan kebisingan dan sinyal ini diterapkan ke Osilator yang dikendalikan tegangan untuk menghasilkan frekuensi keluaran. Frekuensi keluaran ini diberikan ke detektor fasa melalui pembagian dengan pencacah N yang membagi frekuensi keluaran dengan sejumlah N.

Aplikasi Praktis PLL - Tone Decoder menggunakan LM567

LM567 adalah decoder nada. Ini dimaksudkan untuk memberikan sakelar transistor jenuh ke ground ketika sinyal input tersedia. Ini terdiri dari osilator yang dikendalikan tegangan (VCO) dan detektor fasa. Osilator yang dikendalikan tegangan adalah untuk memverifikasi frekuensi tengah decoder. Komponen eksternal digunakan untuk mengatur frekuensi pusat, bandwidth, dan penundaan keluaran.

Decoder Nada PLL LM567

Detektor fase dan VCO membentuk loop fase terkunci (PLL) ketika PLL dikunci dan amplitudo sinyal input melebihi ambang batas yang telah ditentukan sebelumnya secara internal, sakelar ke ground diaktifkan pada output.

Fitur:

  • Rentang frekuensi 20 hingga 1 dengan resistor eksternal
  • Output yang kompatibel dengan logika dengan kemampuan penenggelaman arus 100mA
  • Bandwidth yang bisa disesuaikan
  • Penolakan tinggi terhadap sinyal dan noise out-band
  • Kekebalan terhadap sinyal palsu
  • Frekuensi tengah tinggi (0,01 Hz hingga 500 kHz)

Dekoder nada PLL LM567 memiliki banyak aplikasi yaitu dekode nada sentuh, osilator presisi, pemantauan frekuensi, dan kontrol, demodulasi pita lebar FSK, kontrol ultrasonik, kontrol jarak jauh arus pembawa, dan dekoder paging komunikasi.

Cara Kerja LM567 PLL Tone Decoder:

LM567 dioperasikan pada tegangan suplai 2V hingga 9V dan frekuensi input mulai dari 1 Hz hingga 500 kHz. Kapasitor pengaturan waktu osilator Ct harus dibagi menjadi dua untuk menggandakan frekuensi osilator relatif terhadap frekuensi input dan kapasitor filter C1 dan C2 harus dikurangi untuk mempertahankan konstanta waktu filter yang sama. Saat PLL terkunci maka pin keluaran 8 dialihkan ke ground dan aktifkan. Tidak ada arus suplai tambahan yang diperlukan untuk mengaktifkan sakelar. Dan resistansi ON dari sakelar berbanding terbalik dengan suplai. Input memiliki amplitudo yang cukup untuk menyebabkan pin1 jatuh di bawah 2/3 Vs.

Bekerja dari LM567 PLL Tone Decoder

Saya harap Anda sudah mendapat gambaran tentang osilator yang dikendalikan tegangan dari artikel di atas jadi jika Anda memiliki pertanyaan tentang konsep ini atau tentang kelistrikan dan proyek elektronik tinggalkan bagian komentar di bawah.