Oscilador controlado por voltaje (VCO), del propio nombre está claro que la frecuencia instantánea de salida de la oscilador está controlado por la entrada voltaje. Es una especie de oscilador que puede producir una frecuencia de señal de salida en un amplio rango (pocos hertzios – cientos de gigahercios) dependiendo del voltaje de CC de entrada que se le dé.
Control de frecuencia en el oscilador de voltaje controlado
Muchas formas de VCOEn general, se utilizan las s. Puede ser de tipo oscilador RC o multi-vibrador o LC o oscilador de cristal tipo. Sin embargo; si es del tipo de oscilador RC, la frecuencia de oscilación de la señal de salida será inversamente proporcional a capacitancia como 
En el caso del oscilador LC, la frecuencia de oscilación de la señal de salida será 
Así que podemos decir que a medida que el voltaje de entrada o el voltaje de control aumenta, la capacitancia se reduce. Por lo tanto, el voltaje de control y la frecuencia de las oscilaciones son directamente proporcionales. Es decir, cuando uno aumenta, el otro aumenta.
La figura anterior representa el funcionamiento básico de oscilador controlado por voltaje. Aquí, podemos ver que a un voltaje de control nominal representado por VC(nom)el oscilador trabaja en su libre funcionamiento o frecuencia normal, fC(nom). A medida que el voltaje de control disminuye del voltaje nominal, la frecuencia también disminuye y a medida que el voltaje de control nominal aumenta, la frecuencia también aumenta.
El Diodos varactores que son diodos de capacitancia variable (disponibles en diferentes rangos de capacitancia) se implementan para obtener este voltaje variable. Para los osciladores de baja frecuencia, la tasa de carga de condensadores se altera usando una fuente de corriente controlada por voltaje para obtener el voltaje variable.
Tipos de oscilador de voltaje controlado
Los VCO pueden ser categorizados en base a la forma de onda de salida:
- Osciladores armónicos
- Osciladores de relajación
Osciladores armónicos
La forma de onda de salida producida por los osciladores armónicos es sinusoidal. Esto puede referirse a menudo como lineal oscilador controlado por voltaje. Los ejemplos son LC y Osciladores de cristal. Aquí, el capacitancia del diodo varactor es variada por la voltaje que está al otro lado de la diodo. Esto a su vez altera la capacidad del circuito LC. Por lo tanto, la frecuencia de salida cambiará. Las ventajas son la estabilidad de la frecuencia con referencia a la fuente de alimentación, el ruido y la temperatura, la precisión en el control de la frecuencia. El principal inconveniente es que este tipo de osciladores no puede ser implementado sin esfuerzo en los circuitos integrados monolíticos.
Osciladores de relajación
La forma de onda de salida producida por los osciladores armónicos es diente de sierra. Este tipo puede dar un gran rango de frecuencia utilizando una cantidad reducida de componentes. Principalmente puede ser usado en ICs monolíticos. Los osciladores de relajación pueden poseer las siguientes topologías:
- Los VCO de anillo con retardo
- Condensadores de tierra VCO
- Los VCO acoplados a los emisores
Aquí; en los VCO de anillo con retardo, las etapas de ganancia se unen en forma de anillo. Como su nombre indica, la frecuencia está relacionada con el retardo en cada una de las etapas. El segundo y tercer tipo de VCO funciona de manera casi similar. El período de tiempo que se toma en cada etapa está directamente relacionado con el tiempo de carga y descarga de condensador.
Principio de funcionamiento del oscilador controlado por voltaje (VCO)
VCO los circuitos pueden ser diseñados por medio de muchos componentes electrónicos de control de voltaje como diodos varactores, transistores, Op-amps etc. Aquí, vamos a discutir sobre el funcionamiento de un VCO usando los campos de operaciones. El diagrama de circuito se muestra a continuación.
La forma de onda de salida de este VCO será una onda cuadrada. Como sabemos, la frecuencia de salida está relacionada con el voltaje de control. En este circuito el primer Op-amp funcionará como un integrador. El divisor de voltaje se implementa aquí. Debido a esto, la mitad del voltaje de control que se da como entrada se da al terminal positivo del Op-amp 1. El mismo nivel de voltaje se mantiene en la terminal negativa. Esto es para mantener el Caída de tensión a través de la resistencia, R1 como la mitad del voltaje de control.
Cuando el MOSFET está en condiciones, el actual que fluye de la R1 la resistencia pasa a través del MOSFET. La R2 tienen la mitad de resistencia…la misma caída de voltaje y el doble de corriente que la de R…1. Así que, la corriente extra carga la conexión condensador. El Op-amp 1 debería proporcionar un aumento gradual del voltaje de salida para suministrar esta corriente.
Cuando el MOSFET está en condición de apagado, la corriente que fluye desde el R1resistencia pasa a través del condensador, se descarga. El voltaje de salida obtenido del Op-amp 1 en este momento estará cayendo. Como resultado, se genera una forma de onda triangular como salida del Op-amp 1.
El Op-amp 2 funcionará como disparador de Schmitt. La entrada de este Op-amp Th
es una onda triangular que es la salida del Op-amp 1. Si la tensión de entrada es superior al nivel de umbral, la salida del Op-amp 2 será VCC. Si la entrada voltaje es menor que el nivel de umbral, la salida del Op-amp 2 será cero. Por lo tanto, la salida del Op-amp 2 será de onda cuadrada.
Un ejemplo de VCO es el LM566 IC o IC 566. De hecho, es un circuito integrado de 8 pines que puede producir doble salida: onda cuadrada y onda triangular. El circuito interno se representa a continuación.
Aplicaciones del oscilador controlado por voltaje
- Generador de funciones
- Lazo de bloqueo de fase
- Generador de tonos
- Teclado de cambio de frecuencia
- Modulación de frecuencia
