O que é o oscilador controlado por tensão?
Um oscilador controlado por tensão é um oscilador com um sinal de saída cuja saída pode ser variada em uma faixa, que é controlada pela tensão CC de entrada. É um oscilador cuja freqüência de saída está diretamente relacionada à tensão em sua entrada. A frequência de oscilação varia de poucos hertz a centenas de GHz. Variando a tensão DC de entrada, a saída frequência do sinal produzido é ajustado.
2 tipos de osciladores controlados por tensão
- Osciladores harmônicos: A saída é um sinal com uma forma de onda senoidal. Exemplos são osciladores de cristal e osciladores de tanque
- Osciladores de relaxamento: A saída é um sinal com uma forma de onda dente de serra ou triangular e fornece uma ampla faixa de frequências operacionais. A frequência de saída depende do tempo de carga e descarga do capacitor.
Princípio básico de funcionamento do gerador de forma de onda dente de serra VCO
Para um oscilador controlado por tensão que gera uma forma de onda dente de serra, o componente principal é o capacitor que está carregando e descarregando e que decide a formação da forma de onda de saída. A entrada é fornecida na forma de uma tensão que pode ser controlada. Essa tensão é convertida em um sinal de corrente e é aplicada ao capacitor. Conforme a corrente passa pelo capacitor, ele começa a carregar e uma tensão começa a se formar nele. À medida que o capacitor é carregado e a voltagem através dele aumenta gradualmente, a voltagem é comparada com uma voltagem de referência usando um comparador.
Quando a tensão do capacitor excede a tensão de referência, o comparador gera uma saída lógica alta que dispara o transistor e o capacitor é conectado ao solo e começa a descarregar. Assim, a forma de onda de saída gerada é a representação da carga e descarga do capacitor e a frequência é controlada pela tensão CC de entrada.
Aplicações de VCO
- Equipamentos eletrônicos de interferência.
- Gerador de funções.
- Produção de música eletrónica, para a produção de diversos tipos de ruído.
- Loop com bloqueio de fase.
- Sintetizadores de frequência, usados em circuitos de comunicação.
Um VCO prático - LM566
Um exemplo prático de oscilador controlado por tensão (VCO) é o LM566. O LM566 é um VCO de propósito geral que pode ser usado para gerar ondas quadradas e formas de onda triangulares como uma tensão de entrada de função.
O LM566 é especificado para operação na faixa de temperatura de 0˚C a 70˚C. A frequência é uma função linear de uma tensão de controle. A frequência também é controlada por um resistor e capacitor externo, cujos valores controlam a frequência de funcionamento livre.
Descrição do pino:
- Pino 1: Terra (GND)
- Pino 2: Sem conexão (NC)
- Pino 3: saída de onda quadrada
- Pino 4: saída de onda triangular
- Pino 5: entrada de modulação
- Pino 6: resistor de temporização
- Pino 7: capacitor de temporização
- Pin 8: Vcc
Características:
- A tensão máxima de operação é de 10 V a 24 V
- Estabilidade em alta temperatura
- A temperatura operacional é de 0˚C a 70˚C
- A frequência pode ser controlada usando corrente, tensão, resistor ou capacitor
- A dissipação de energia é 300mV
- Excelente rejeição de fonte de alimentação
Formulários:
- Gerador de funções
- Gerador de tom
- Modulação FM
- Chaveamento de mudança de freqüência
- Gerador de relógio
Trabalho de LM566:
A figura mostra que o LM566 IC contém fontes de corrente para carregar e descarregar um capacitor externo a uma taxa definida por um resistor externo R1 e a tensão de entrada CC modulante V.
Um capacitor 0,001 µF é conectado ao pino 5 e pino 6. Um circuito de disparo Schmitt é usado para alternar as fontes de corrente entre carregar e descarregar o capacitor e a tensão triangular produzida através do capacitor e a onda quadrada do disparador Schmitt são fornecidas como saídas através amplificadores de buffer. Ambas as formas de onda de saída são armazenadas em buffer de modo que a impedância de saída de cada uma seja 50 f2. A magnitude típica da onda triangular e da onda quadrada é 2,4 V pico a pico e 5,4 V pico ao pico. A frequência de funcionamento livre ou central, f0 é
Aplicação de VCO - Phase-Locked Loop
O que é o Loop com bloqueio de fase?
É um circuito eletrônico usado para travar a frequência de saída do oscilador controlado por tensão com a frequência de entrada desejada, comparando constantemente a fase da frequência de entrada com a da frequência de saída do VCO. O PLL é usado para gerar um sinal, modulá-lo ou demodulá-lo. Eles são usados principalmente na modulação de frequência e modulação de amplitude. A frequência de saída do oscilador controlado por tensão é constantemente ajustada até que corresponda à frequência de entrada.
Como funciona um Phase Locked Loop?
No diagrama de blocos acima, o detector de fase ou PD compara a frequência de saída com a frequência de referência de entrada. Em caso de qualquer incompatibilidade, o detector de fase gera um sinal de erro que é filtrado usando um filtro passa-baixo para remover o ruído e este sinal é aplicado ao oscilador controlado por tensão para gerar a frequência de saída. Esta frequência de saída é fornecida ao detector de fase por meio de um contador de divisão por N, que divide a frequência de saída por um certo número N.
Uma aplicação prática de PLL - Decodificador de Tom usando LM567
O LM567 é um decodificador de tons. Destina-se a fornecer uma chave de transistor saturado para aterramento quando o sinal de entrada estiver disponível. Ele consiste em um oscilador controlado por tensão (VCO) e o detector de fase. Um oscilador controlado por voltagem deve verificar a frequência central do decodificador. Componentes externos são usados para definir a frequência central, largura de banda e atraso de saída.
O detector de fase e o VCO formam um loop de bloqueio de fase (PLL) quando o PLL está bloqueado e a amplitude do sinal de entrada excede um limite predefinido internamente, uma chave para o terra é ativada na saída.
Características:
- 20 a 1 faixa de frequência com um resistor externo
- Saída compatível com lógica com capacidade de dissipação de corrente de 100mA
- Largura de banda ajustável
- Alta rejeição de sinais e ruídos fora da banda
- Imunidade a falsos sinais
- Alta frequência central (0,01 Hz a 500 kHz)
O decodificador de tom PLL LM567 tem muitas aplicações: decodificação de tom de toque, oscilador de precisão, monitoramento e controle de frequência, demodulação FSK de banda larga, controles ultrassônicos, controles remotos de corrente portadora e decodificadores de paging de comunicações.
Funcionamento do decodificador de tom PLL LM567:
O LM567 é operado com tensões de alimentação de 2 V a 9 V e frequências de entrada que variam de 1 Hz a 500 kHz. O capacitor de temporização do oscilador Ct deve ser dividido em dois para dobrar a frequência do oscilador em relação à frequência de entrada e os capacitores de filtro C1 e C2 devem ser reduzidos para manter as mesmas constantes de tempo do filtro. Quando o PLL está travado, o pino de saída 8 é comutado para aterramento e ativado. Não há necessidade de corrente de alimentação adicional para ativar a chave. E a resistência ON do interruptor é inversamente proporcional à alimentação. A entrada tem amplitude suficiente para fazer com que o pino 1 caia abaixo de 2/3 Vs.
Espero que você tenha uma ideia sobre o oscilador controlado por tensão do artigo acima, então se você tiver alguma dúvida sobre este conceito ou sobre o sistema elétrico e projetos eletrônicos deixe a seção de comentários abaixo.
