Qu'est-ce qu'un oscillateur contrôlé en tension?
Un oscillateur commandé en tension est un oscillateur avec un signal de sortie dont la sortie peut varier sur une plage, qui est contrôlée par la tension continue d'entrée. C'est un oscillateur dont la fréquence de sortie est directement liée à la tension à son entrée. La fréquence d'oscillation varie de quelques hertz à des centaines de GHz. En faisant varier la tension continue d'entrée, la sortie fréquence du signal produit est ajusté.
2 types d'oscillateurs contrôlés en tension
- Oscillateurs harmoniques: La sortie est un signal avec une forme d'onde sinusoïdale. Des exemples sont des oscillateurs à cristal et des oscillateurs de réservoir
- Oscillateurs de relaxation: La sortie est un signal avec une forme d'onde en dents de scie ou triangulaire et fournit une large gamme de fréquences opérationnelles. La fréquence de sortie dépend du temps de charge et de décharge du condensateur.
Principe de fonctionnement de base du générateur de formes d'onde en dents de scie VCO
Pour un oscillateur commandé en tension générant une forme d'onde en dents de scie, le composant principal est le condensateur qui charge et décharge décide de la formation de la forme d'onde de sortie. L'entrée est donnée sous la forme d'une tension qui peut être contrôlée. Cette tension est convertie en un signal de courant et est appliquée au condensateur. Lorsque le courant passe à travers le condensateur, il commence à se charger et une tension commence à s'accumuler à travers lui. Au fur et à mesure que le condensateur se charge et que la tension à ses bornes augmente progressivement, la tension est comparée à une tension de référence à l'aide d'un comparateur.
Lorsque la tension du condensateur dépasse la tension de référence, le comparateur génère une sortie logique haute qui déclenche le transistor, et le condensateur est connecté à la masse et commence à se décharger. Ainsi, la forme d'onde de sortie générée est la représentation de la charge et de la décharge du condensateur et la fréquence est contrôlée par la tension continue d'entrée.
Applications de VCO
- Équipement de brouillage électronique.
- Générateur de fonctions.
- Production de musique électronique, pour la production de différents types de bruit.
- Boucle à verrouillage de phase.
- Synthétiseurs de fréquence, utilisés dans les circuits de communication.
Un VCO pratique - LM566
Un exemple pratique d'oscillateur commandé en tension (VCO) est le LM566. Le LM566 est un VCO à usage général qui peut être utilisé pour générer des formes d'onde carrées et triangulaires en tant que tension d'entrée de fonction.
Le LM566 est spécifié pour un fonctionnement sur une plage de température de 0 ° C à 70 ° C. Dont la fréquence est une fonction linéaire d'une tension de commande. La fréquence est également contrôlée par une résistance externe et un condensateur, dont les valeurs contrôlent la fréquence de fonctionnement libre.
Description de la broche:
- Broche 1: masse (GND)
- Broche 2: pas de connexion (NC)
- Broche 3: sortie d'onde carrée
- Broche 4: sortie d'onde triangulaire
- Broche 5: entrée de modulation
- Broche 6: résistance de synchronisation
- Broche 7: condensateur de synchronisation
- Broche 8: Vcc
Caractéristiques:
- La tension de fonctionnement maximale est de 10 V à 24 V
- Stabilité à haute température
- La température de fonctionnement est de 0 ° C à 70 ° C
- La fréquence peut être contrôlée en utilisant le courant, la tension, la résistance ou le condensateur
- La dissipation de puissance est de 300 mV
- Excellent rejet d'alimentation
Applications:
- Générateur de fonctions
- Générateur de sons
- Modulation FM
- Modulation par déplacement de fréquence
- Générateur d'horloge
Fonctionnement du LM566:
La figure montre que le LM566 IC contient des sources de courant pour charger et décharger un condensateur externe à une vitesse définie par une résistance externe R1 et la tension d'entrée CC modulante V.
Un condensateur de 0,001 µF est connecté à la broche 5 et à la broche 6. Un circuit de déclenchement de Schmitt est utilisé pour commuter les sources de courant entre la charge et la décharge du condensateur et la tension triangulaire produite à travers le condensateur et l'onde carrée du déclencheur de Schmitt sont fournies comme sorties via amplificateurs tampons. Les deux formes d'onde de sortie sont tamponnées de telle sorte que l'impédance de sortie de chacune est de 50 f2. La magnitude typique de l'onde triangulaire et de l'onde carrée est de 2,4 V de crête à crête et de 5,4 V de crête à crête. La fréquence de fonctionnement libre ou centrale, f0 est
Application de VCO - Boucle à verrouillage de phase
Qu'est-ce que la boucle à verrouillage de phase?
C'est un circuit électronique qui est utilisé pour verrouiller la fréquence de sortie de l'oscillateur commandé en tension avec la fréquence d'entrée souhaitée en comparant constamment la phase de la fréquence d'entrée avec celle de la fréquence de sortie du VCO. La PLL est utilisée pour générer un signal, le moduler ou le démoduler. Ils sont principalement utilisés dans la modulation de fréquence et la modulation d'amplitude. La fréquence de sortie de l'oscillateur commandé en tension est constamment ajustée jusqu'à ce qu'elle corresponde à la fréquence d'entrée.
Comment fonctionne une boucle à verrouillage de phase?
Dans le schéma de principe ci-dessus, le détecteur PD ou Phase compare la fréquence de sortie avec la fréquence de référence d'entrée. En cas de discordance, le détecteur de phase génère un signal d'erreur qui est filtré à l'aide d'un filtre passe-bas pour supprimer le bruit et ce signal est appliqué à l'oscillateur commandé en tension pour générer en conséquence la fréquence de sortie. Cette fréquence de sortie est donnée au détecteur de phase par un compteur diviseur par N qui divise la fréquence de sortie par un certain nombre N.
Une application pratique de PLL - Tone Decoder utilisant LM567
Le LM567 est un décodeur de tonalité. Il est destiné à mettre à la masse un commutateur à transistor saturé lorsque le signal d'entrée est disponible. Il se compose d'un oscillateur commandé en tension (VCO) et d'un détecteur de phase. Un oscillateur commandé en tension doit vérifier la fréquence centrale du décodeur. Des composants externes sont utilisés pour régler la fréquence centrale, la bande passante et le délai de sortie.
Le détecteur de phase et le VCO forment une boucle à verrouillage de phase (PLL) lorsque la PLL est verrouillée et que l'amplitude du signal d'entrée dépasse un seuil prédéfini en interne, un commutateur à la masse est activé sur la sortie.
Caractéristiques:
- Gamme de fréquences 20 à 1 avec une résistance externe
- Sortie compatible logique avec capacité d'absorption de courant de 100 mA
- Bande passante réglable
- Rejet élevé des signaux et du bruit hors bande
- Immunité aux faux signaux
- Fréquence centrale élevée (0,01 Hz à 500 kHz)
Le décodeur de tonalité LM567 PLL a de nombreuses applications: le décodage par touches, l'oscillateur de précision, la surveillance et le contrôle de fréquence, la démodulation FSK large bande, les commandes à ultrasons, les télécommandes de courant porteur et les décodeurs de radiomessagerie.
Fonctionnement du décodeur de tonalité LM567 PLL:
Le LM567 fonctionne à des tensions d'alimentation de 2V à 9V et à des fréquences d'entrée allant de 1 Hz à 500 kHz. Le condensateur de synchronisation de l'oscillateur Ct doit être divisé en deux pour doubler la fréquence de l'oscillateur par rapport à la fréquence d'entrée et les condensateurs de filtrage C1 et C2 doivent être réduits pour conserver les mêmes constantes de temps de filtre. Lorsque la PLL est verrouillée, la broche de sortie 8 est mise à la masse et activée. Aucun courant d'alimentation supplémentaire n'est nécessaire pour activer l'interrupteur. Et la résistance ON de l'interrupteur est inversement proportionnelle à l'alimentation. L'entrée a une amplitude suffisante pour faire passer la broche 1 en dessous de 2/3 V.
J'espère que vous avez une idée de l'oscillateur commandé en tension dans l'article ci-dessus, donc si vous avez des questions sur ce concept ou sur l'électrique et projets électroniques laissez la section commentaires ci-dessous.
