- Çalışma Prensibi
- Gerilim Kontrollü Osilatör - Pratik Uygulama
- Gerilim Kontrollü Osilatörlerin (VCO) Uygulamaları
- Faz Kilitli Döngü (PLL) nedir?
- PLL - Pratik Uygulama
Cep telefonları, TV, Radyo, Mp3 Çalarlar vb. Gibi çevremizdeki tüketici elektroniği cihazlarının çoğu Dijital ve Analog Elektroniğin bir kombinasyonudur. Kablosuz iletim / alımın olduğu veya ses sinyallerinin elektronik bir tasarıma dahil olduğu her yerde, periyodik salınımlı elektronik sinyallere ihtiyacımız olacaktır, bu sinyaller Salınımlı sinyaller olarak adlandırılır ve kablosuz iletimde veya zamanlama ile ilgili işlemleri gerçekleştirmek için çok kullanışlıdır.
Elektronikte bir Osilatör genellikle dalga formları üretebilen bir devreyi ifade eder. Bu dalga formu Sinüs, üçgen veya hatta testere dişi tipinde olabilir. En yaygın osilatör devrelerinden bazıları LC devresi, Tank devresi vs.'dir. Bir Voltaj Kontrollü Osilatördeğişken frekanslı salınımlı sinyaller (dalga formları) üreten bir osilatördür. Bu dalga formunun frekansı, Giriş voltajının büyüklüğü değiştirilerek değişir. Şimdilik bir Voltaj Kontrollü Osilatörün (VCO) değişken büyüklükte Voltaj alan ve değişken frekanslı bir çıkış sinyali üreten bir kara kutu olduğunu hayal edebilirsiniz ve çıkış sinyalinin frekansı giriş voltajının büyüklüğü ile doğru orantılıdır.. Bu eğitimde bu kara kutu ve tasarımlarımızda nasıl kullanılacağı hakkında daha fazla bilgi edineceğiz.
Çalışma Prensibi
Farklı uygulamalarda kullanılan birçok VCO devresi türü vardır, ancak bunlar çıkış voltajlarına göre genel olarak iki türe ayrılabilir.
Harmonik Osilatörler: Osilatörün Çıkış dalga formu sinüzoidal ise harmonik Osilatörler olarak adlandırılır. RC, LC devreleri ve Tank devreleri bu kategoriye girer. Bu tür osilatörlerin uygulanması daha zordur, ancak Gevşeme Osilatöründen daha kararlıdırlar. Harmonik osilatörlere doğrusal voltaj kontrollü osilatör de denir.
Gevşeme Osilatörü: Osilatörün çıkış dalga formu testere dişi veya üçgen formundaysa osilatöre Gevşeme Osilatörü denir. Bunların uygulanması nispeten kolaydır ve bu nedenle en yaygın şekilde kullanılır. Gevşeme Osilatörü ayrıca şu şekilde sınıflandırılabilir:
- Verici Birleştirilmiş Voltaj Kontrollü Osilatör
- Topraklı kapasitör Gerilim Kontrollü Osilatör
- Gecikme bazlı halka Gerilim Kontrollü Osilatör
Gerilim Kontrollü Osilatör - Pratik Uygulama
Daha önce belirtildiği gibi, VCO, RC veya LC çifti kullanılarak basitçe inşa edilebilir, ancak gerçek dünya uygulamasında kimse bunu gerçekten yapmaz. Giriş voltajına bağlı olarak salınımlar üretme yeteneğine sahip bazı özel IC vardır. Bu tür yaygın olarak kullanılan IC, ulusal yarı iletkenden LM566'dır.
Bu IC, hem üçgen hem de kare dalga üretebilir ve bu dalganın nominal frekansı, bir harici ve bir kapasitör ve bir direnç kullanılarak ayarlanabilir. Daha sonra bu frekans, kendisine sağlanan giriş voltajına bağlı olarak gerçek zamanlı olarak da değiştirilebilir.
LM566 IC pim şeması aşağıda gösterilmiştir
IC, tek bir kaynaktan veya 24V'a kadar çalışma voltajına sahip çift besleme rayından çalıştırılabilir. 3 ve 4 numaralı pinler bize sırasıyla Kare dalga ve Üçgen dalgasını veren çıkış pinleridir. Nominal frekans, Kondansatör ve Direncin doğru değerini 7 ve 6 numaralı pinlere bağlayarak ayarlanabilir.
Formül R ve C değerini hesaplamak için formüller verilmiştir (Fo) çıkış frekansına göre
Fo = 2.4 (Vss - Vc) / Ro + Co + Vss
Nerede, Vss, besleme voltajıdır (burada 12V) ve Vc, çıkış frekansının büyüklüğüne göre kontrol edilen pin 5'e uygulanan kontrol voltajıdır. (Burada, pin 5'e sabit bir voltaj sağlamak için 1.5k ve 10k Direnç kullanarak bir potansiyel bölücü oluşturduk). LM566 için örnek bir devre şeması aşağıda gösterilmiştir.
Pratik uygulamalarda, Dirençler 1.5k ve 10k göz ardı edilebilir ve kontrol voltajı doğrudan pin 5'e verilebilir. Ayrıca Ro ve Co değerini, istediğiniz çıkış frekansı aralığına göre değiştirebilirsiniz. Çıkış frekansının Giriş kontrol voltajına göre ne kadar doğrusal değiştiğini kontrol etmek için veri sayfasına da bakın. Çıkış frekansının değeri, geniş bir kontrol yelpazesi sağlamamıza yardımcı olan 10: 1 oranında Kontrol voltajı (pim 5'te) kullanılarak ayarlanabilir.
Gerilim Kontrollü Osilatörlerin (VCO) Uygulamaları
- Frekans kaydırmalı anahtarlama
- Frekans tanımlayıcıları
- Tuş Takımı Tonu tanıyıcılar
- Saat / Sinyal / Fonksiyon Jeneratörleri
- Faz Kilitli Döngüler oluşturmak için kullanılır.
Voltaj kontrollü osilatör, Faz Kilitli Döngü sistemindeki ana fonksiyon bloğudur. Öyleyse, Faz Kilitli Döngüyü, bunun neden önemli olduğunu ve Faz Kilitli Döngü içinde bir VCO'nun ne yaptığını da anlayalım.
Faz Kilitli Döngü (PLL) nedir?
Faz Kilitli Döngü, PPL olarak da anılır, bir kontrol sistemidir ve esas olarak üç önemli bloktan oluşur. Faz Dedektörü, Alçak Geçiren Filtre ve Gerilim kontrollü Osilatördür. Bu üçü birlikte, giriş sinyalinin frekansına bağlı olarak çıkış sinyalinin frekansını sürekli olarak ayarlayan bir kontrol sistemi oluşturur. Bir PLL'nin blok diyagramı aşağıda gösterilmiştir
PLL sistemi, kararsız bir frekans sinyalinden (f IN) yüksek kararlı bir Frekansın (f OUT) elde edilmesi gereken uygulamalarda kullanılır. Bir PLL devresinin ana işlevi, giriş sinyalinin aynı frekansı ile çıkış sinyali üretmektir. Yönlendiriciler, RF iletim sistemleri, Mobil ağlar gibi kablosuz uygulamalarda bu çok önemlidir.
Faz dedektörü, sağlanan geri besleme yolunu kullanarak Giriş frekansını (f IN) çıkış frekansı (f OUT) ile karşılaştırır. Bu iki sinyaldeki fark, karşılaştırılır ve bir voltaj değeri cinsinden verilir ve Hata voltaj sinyali olarak adlandırılır. Bu voltaj sinyali, aynı zamanda, bir Alçak geçiren filtre kullanılarak filtrelenebilen bir miktar yüksek frekanslı gürültüye de sahip olacaktır. Daha sonra bu voltaj sinyali, zaten bildiğimiz gibi, sağlanan voltaj sinyaline (kontrol voltajı) bağlı olarak çıkış frekansını değiştiren bir VCO'ya sağlanır.
PLL - Pratik Uygulama
Yaygın olarak kullanılan PLL ekipman IC'sinden biri LM567'dir. Bu bir ton kod çözücü IC'sidir, yani pim 3'te kullanıcı tarafından yapılandırılmış belirli bir ton türünü dinler, bu ton alınırsa çıkışı (pim 8) toprağa bağlar. Yani temel olarak frekansta mevcut olan tüm sesleri dinlemek ve bu ses sinyallerinin frekansını PLL tekniğini kullanarak önceden ayarlanmış bir frekansla karşılaştırmaya devam etmek. Frekanslar çıkış pini ile eşleştiğinde düşük döndü. LM567 IC'nin pimi aşağıda gösterilmektedir, devre gürültüye karşı oldukça hassastır, bu yüzden bu IC'yi bir devre tahtası üzerinde çalıştıramazsanız şaşırmayın.
Pin çıkışında gösterildiği gibi, IC, içinde bir I ve Q Faz dedektör devresinden oluşur. Bu Faz dedektörleri, ayarlanan frekans ile gelen frekans sinyali arasındaki farkı kontrol eder. Bu ayarlanmış frekansın değerini ayarlamak için harici bileşenler kullanılır. IC ayrıca düzensiz anahtarlama gürültüsünü filtreleyecek bir Filtre devresinden oluşur, ancak pin 1'e bağlı harici bir kapasitör gerektirir. 2. pin, IC'nin bant genişliğini ayarlamak için kullanılır, kapasitans ne kadar yüksekse bant genişliği daha düşük olacaktır. 5 ve 6 numaralı pinler, ayarlanan frekansın değerini ayarlamak için kullanılır. Bu frekans değeri aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanabilir
LM567 IC için temel devre aşağıda gösterilmiştir.
Frekansı karşılaştırılması gereken Giriş Sinyali, 0.01 uF değerinde bir filtreleme kapasitörüyle pin 3'e verilir. Bu frekans, ayarlanan frekansla karşılaştırılır. Frekans 2,4k Direnç (R1) ve 0,0033 Kapasitör (C1) kullanılarak ayarlanır, bu değerler yukarıda tartışılan formüller kullanılarak ayarlanan frekansınıza göre hesaplanabilir.
Giriş frekansı ayarlanan frekansla eşleştiğinde, çıkış pini (pim 8) topraklanacaktır. Aksi takdirde bu pin yüksek kalacaktır. Burada yük olarak bir Direnç (R L) kullandık, ancak normalde tasarımın gerektirdiği şekilde bir Led veya zil olacaktır. Bu nedenle LM567, ses / kablosuz ile ilgili uygulamalarda çok yararlı olan frekansları karşılaştırmak için VCO'nun yeteneğini kullanır.
Şüpheniz varsa, yorum bölümünde yayınlayın veya forumları kullanın. VCO'lar hakkında şimdi iyi bir fikriniz olduğunu umuyoruz.
Ayrıca şunları da kontrol edin:
- RC Faz Kaymalı Osilatör
- Wein Bridge Osilatörü
- Kuvars Kristal Osilatör