教你如何增加RC壓控振蕩器的頻率區間?
發布時間:2014-04-28 責任編輯:sherryyu
【導讀】典型的電壓-頻率轉換器也叫壓控振蕩器,其中IC的輸入電壓對輸出頻率有一個簡單的調節特性。這些器件的輸出頻率範圍很廣,但很少有器件能夠在一組RC時shi間jian常chang數shu的de整zheng個ge區qu間jian內nei做zuo調tiao諧xie。但dan是shi,如ru果guo隨sui輸shu入ru電dian壓ya的de變bian化hua而er改gai變bian定ding時shi比bi率lv,則ze可ke以yi用yong一yi個ge實shi現xian方fang法fa,將jiang調tiao諧xie區qu間jian放fang大da到dao幾ji乎hu整zheng個ge頻pin率lv範fan圍wei。那na是shi什shen麼me辦ban法fa呢ne?請qing看kan下xia文wen。
典型的電壓-頻率轉換器也叫VCO(壓控振蕩器),其中IC的輸入電壓對輸出頻率有一個簡單的調節特性。它的一般形式為F=kV/RC,其中,RC是相關定時電阻與電容的時間常數。這些器件的輸出頻率範圍很廣,但很少有器件能夠在一組RCshijianchangshudezhenggequjianneizuotiaoxie。danshi,ruguosuishurudianyadebianhuaergaibiandingshibilv,zekeyiyongyigeshixianfangfa,jiangtiaoxiequjianfangdadaojihuzhenggepinlvfanwei。
shixianzheyimubiaodefangfazhiyishiyongyigekebiandianrongtidaidingshidianrong,kebiandianrongzhikesuiqipianyaerzuofanxianggaibian,zhejiushibianrongerjiguan。duiyubensheji,kaolvcaiyongADI公司的AD654電壓-頻率轉換器,因為它很簡單,帶寬至少有1MHz.
圖1給出了采用一個固定電阻與電容的典型實現方法。對於圖中的值,當輸入從0V~10V變化時,頻率範圍大約為10Hz~30kHz.用NTE618超突變變容管替代定時電容後(如圖2所示),同樣0V~10V的輸入範圍可獲得大約10Hz~1MHz以上的調諧區間。


圖3比(bi)較(jiao)了(le)兩(liang)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)器(qi)結(jie)構(gou)的(de)調(tiao)諧(xie)曲(qu)線(xian)。注(zhu)意(yi)範(fan)圍(wei)有(you)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)增(zeng)長(chang),但(dan)付(fu)出(chu)了(le)線(xian)性(xing)度(du)的(de)代(dai)價(jia),另(ling)外(wai)也(ye)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)性(xing)。總(zong)之(zhi),用(yong)精(jing)度(du)換(huan)取(qu)了(le)調(tiao)諧(xie)範(fan)圍(wei),在(zai)基(ji)本(ben)應(ying)用(yong)中(zhong)這(zhe)應(ying)該(gai)是(shi)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de),因(yin)為(wei)此(ci)時(shi)不(bu)需(xu)要(yao)特(te)殊(shu)的(de)精(jing)度(du)。

超突變變容二極管可在少許偏壓變化下,獲得大的頻率變動,因為它有大的電容比。對有些超突變變容管,比率可高達15,例如NTE618就是一個AM接收機使用的超突變變容管。由於轉換器頻率在較大電壓時會增加,電容減小,從而提高了頻率。這種響應組合產生了寬的調諧範圍。0.01μF的耦合電容將變容管的偏置電壓與轉換器核心的工作電壓隔離開來。用1MΩ大阻值電阻對變容管做輕度偏置,可避免給振蕩器增加負載。
這種特性某種程度上是可計算且可預測的,甚至可以從數據表做。可以在微軟Excel中生成變容二極管的調諧曲線。然後,將此信息用於該轉換器的電壓-頻率轉換方程。對於NTE618,電容對於電壓的近似關係表達式為:
圖4表(biao)示(shi)出(chu)計(ji)算(suan)值(zhi)與(yu)測(ce)量(liang)值(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)類(lei)似(si)性(xing)。較(jiao)高(gao)頻(pin)率(lv)下(xia)差(cha)異(yi)更(geng)大(da)些(xie),因(yin)為(wei)變(bian)容(rong)二(er)極(ji)管(guan)的(de)電(dian)容(rong)降(jiang)低(di)到(dao)了(le)與(yu)電(dian)路(lu)與(yu)器(qi)件(jian)雜(za)散(san)電(dian)容(rong)相(xiang)當(dang)的(de)量(liang)級(ji)。仔(zai)細(xi)布(bu)線(xian)可(ke)以(yi)盡(jin)量(liang)減(jian)少(shao)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti),增(zeng)加(jia)範(fan)圍(wei)。

注意低輸入電壓、變(bian)容(rong)管(guan)響(xiang)應(ying),以(yi)及(ji)固(gu)定(ding)電(dian)容(rong)轉(zhuan)換(huan)器(qi)響(xiang)應(ying)幾(ji)乎(hu)是(shi)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)的(de),因(yin)為(wei)變(bian)容(rong)管(guan)與(yu)電(dian)壓(ya)有(you)反(fan)向(xiang)指(zhi)數(shu)關(guan)係(xi)。實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)範(fan)圍(wei)有(you)一(yi)個(ge)有(you)用(yong)的(de)結(jie)果(guo),這(zhe)就(jiu)是(shi)無(wu)需(xu)設(she)置(zhi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)開(kai)關(guan)就(jiu)能(neng)擴(kuo)展(zhan)調(tiao)諧(xie)範(fan)圍(wei)。采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)案(an)並(bing)結(jie)合(he)鎖(suo)相(xiang)環(huan)、調製器或函數發生器,就可以探討做其它有用和有趣的應用。
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