מהו מתנד מבוקר מתח?
מתנד מבוקר מתח הוא מתנד עם אות יציאה אשר ניתן לגוון את תפוקתו על פני טווח, הנשלט על ידי מתח DC הכניסה. זהו מתנד שתדירות המוצא שלו קשורה ישירות למתח בכניסה שלו. תדירות התנודה משתנה בין כמה הרץ למאות GHz. על ידי שינוי מתח הכניסה DC, הפלט תדירות האות מיוצר מותאם.
2 סוגים של מתנדים מבוקרי מתח
- מתנדים הרמוניים: הפלט הוא אות בעל צורת גל סינוסואידית. דוגמאות לכך הן מתנדים קריסטלים ומתנדים טנקים
- מתנדי הרפיה: הפלט הוא אות בעל צורת גל נסורתית או משולשת ומספק מגוון רחב של תדרים תפעוליים. תדר המוצא תלוי בזמן הטעינה והפריקה של הקבל.
עקרון עבודה בסיסי של מחולל צורת הגל של Sawtooth VCO
עבור מתנד מבוקר מתח המחולל צורת גל נסורתית, המרכיב העיקרי הוא הקבל שמטען ופריקה מחליט על היווצרות צורת גל הפלט. הקלט ניתן בצורה של מתח שניתן לשלוט בו. מתח זה מומר לאות זרם ומופעל על הקבל. כאשר הזרם עובר דרך הקבל, הוא מתחיל להיטען ומתח מתחיל לבנות מעליו. כאשר הקבל נטען והמתח שמעליו גדל בהדרגה, משווים את המתח למתח ייחוס באמצעות משווה.
כאשר מתח הקבל עולה על מתח הייחוס, המשווה מייצר פלט לוגי גבוה המפעיל את הטרנזיסטור, והקבל מחובר לקרקע ומתחיל להתפרק. לפיכך צורת גל הפלט שנוצרת היא ייצוג הטעינה והפריקה של הקבל והתדר נשלט על ידי מתח הכניסה DC.
יישומי VCO
- ציוד שיבוש אלקטרוני.
- מחולל פונקציות.
- הפקת מוסיקה אלקטרונית, להפקת סוגים שונים של רעש.
- חוג נעול מופע.
- סינתיסייזרים תדרים, המשמשים במעגלי תקשורת.
VCO מעשי - LM566
דוגמה מעשית למתנד מבוקר מתח (VCO) הוא ה- LM566. ה- LM566 הוא VCO לכל מטרה שיכול לשמש ליצירת גל מרובע וצורות גל משולשות כמתח כניסה פונקציונלי.
ה- LM566 מוגדר לפעולה בטווח הטמפרטורות 0˚C עד 70˚C. תדירותו היא פונקציה לינארית של מתח שליטה. התדר נשלט גם על ידי נגד וקבל חיצוני, שערכיו שולטים בתדר הפועל החופשי.
תיאור סיכה:
- פין 1: קרקע (GND)
- סיכה 2: ללא חיבור (NC)
- סיכה 3: פלט גל מרובע
- סיכה 4: פלט גל משולש
- סיכה 5: קלט אפנון
- סיכה 6: נגד תזמון
- סיכה 7: קבל תזמון
- סיכה 8: Vcc
מאפיינים:
- מתח ההפעלה המרבי הוא 10 וולט עד 24 וולט
- יציבות בטמפרטורה גבוהה
- טמפרטורת ההפעלה היא 0 ° C עד 70 ° C
- ניתן לשלוט על התדר באמצעות זרם, מתח, נגד או קבלים
- פיזור הספק הוא 300mV
- מְעוּלֶה דחיית אספקת חשמל
יישומים:
- מחולל פונקציות
- מחולל טונים
- אפנון FM
- הקשת משמרת תדרים
- מחולל שעונים
עבודה של LM566:
האיור מראה כי ה- IC LM566 מכיל מקורות זרם לטעינה ופריקה של קבלים חיצוניים בקצב שנקבע על ידי הנגד החיצוני R1 ומתח הכניסה dc המווסת.
קבלים של 0.001 µF מחוברים לסיכה 5 ולסיכה 6. מעגל טריגר של Schmitt משמש להחלפת המקורות הנוכחיים בין טעינה ופריקה של הקבל והמתח המשולש המיוצר על פני הקבל וגל המרובע מ- trigger Schmitt מסופקים כמוצאים דרך מגברי חיץ. שתי צורות גל הפלט נאגרות כך שעכבת הפלט של כל אחת מהן היא 50 f2. הגודל האופייני של הגל המשולש והגל המרובע הוא 2.4V שיא לשיא ו 5.4V שיא לשיא. תדר ההפעלה החופשית או התפעול המרכזי, f0 הוא
יישום VCO - Loop-Loop Loop
מהו הלולאה הנעולה בשלב?
זהו מעגל אלקטרוני המשמש לנעילת תדר המוצא של המתנד הנשלט על המתח עם תדר הקלט הרצוי על ידי השוואה מתמדת של שלב תדר הקלט לזה של תדר המוצא של ה- VCO. ה- PLL משמש ליצירת אות, לווסת או לווסת אותו. הם משמשים בעיקר באפנון תדרים ובאפנון משרעת. תדר המוצא של המתנד נשלט המתח מותאם כל הזמן עד שהוא תואם לתדר הקלט.
כיצד פועל לולאה נעולה שלב?
בתרשים הבלוקים לעיל, גלאי ה- PD או Phase משווה את תדר המוצא לתדר הייחוס של הקלט. במקרה של חוסר התאמה כלשהו, גלאי הפאזות מייצר אות שגיאה אשר מסונן באמצעות פילטר מעבר נמוך כדי להסיר את הרעש, ואות זה מוחל על המתנד הנשלט על ידי המתח כדי ליצור בהתאם את תדר המוצא. תדר פלט זה ניתן לגלאי הפאזה דרך מונה חלוקה על ידי N המחלק את תדר המוצא במספר מסוים N.
יישום מעשי של PLL - מפענח טונים באמצעות LM567
ה- LM567 הוא מפענח צלילים. הוא נועד לתת מתג טרנזיסטור רווי לקרקע כאשר אות הכניסה זמין. הוא מורכב מתנד מבוקר מתח (VCO) וגלאי הפאזה. מתנד מבוקר מתח הוא לאמת את תדר המרכזי של המפענח. רכיבים חיצוניים משמשים לקביעת תדר המרכז, רוחב הפס ועיכוב הפלט.
גלאי הפאזה וה- VCO יוצרים לולאה נעולה פאזה (PLL) כאשר ה- PLL נעול ומשרעת אות הכניסה חורגת מסף פנימי שהוגדר מראש, מתג אל הקרקע מופעל על הפלט.
מאפיינים:
- טווח תדרים 20 עד 1 עם נגד חיצוני
- פלט תואם לוגיקה עם יכולת שוקעת זרם של 100mA
- רוחב פס מתכוונן
- דחייה גבוהה של אותות מחוץ לרצועה ורעש
- חסינות לאותות שווא
- תדר מרכז גבוה (0.01 הרץ עד 500 קילוהרץ)
למפענח הטון LM567 PLL יש יישומים רבים שהם פענוח מגע-טון, מתנד מדויק, ניטור תדרים ובקרה, הפחתת FSK עם פס רחב, בקרות אולטראסוניות, שלט רחוק הנוכחי של המוביל ומפענחי החלפת תקשורת.
עבודה של מפענח טון LM567 PLL:
ה- LM567 מופעל במתח אספקה של 2 וולט עד 9 וולט ובתדרי כניסה הנעים בין הרץ 1 ל -500 קילוהרץ. יש לחלק את קבל תזמון המתנד Ct לשניים כדי להכפיל את תדר המתנד ביחס לתדר הקלט ויש להקטין את קבלים הסינון C1 ו- C2 כדי לשמור על קבועי זמן המסנן. כאשר ה- PLL נעול אז סיכת הפלט 8 עוברת לקרקע ומופעלת. אין צורך בזרם אספקה נוסף להפעלת המתג. והתנגדות ה- ON של המתג היא ביחס הפוך לאספקה. לקלט יש משרעת מספקת כדי לגרום לסיכה 1 לרדת מתחת ל- 2/3 Vs.
אני מקווה שקיבלתם מושג לגבי מתנד מבוקר מתח מהמאמר לעיל, כך שאם יש לכם שאלות לגבי מושג זה או על החשמל פרויקטים אלקטרוניים השאר את סעיף ההערות למטה.
