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压控振荡器工作原理及应用电路

电力电子 | 发布时间:2019-03-04 | 人气: | #评论# | 本文关键字:振荡器工,作原理
摘要:压控振荡器(VCO): 指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路,常以符号(VCO)(Voltage Controlled Oscillator)。其特性用输出角频率ω0与 输入控制电压 uc之间的关系曲线(图1)来表示。图1中,uc为零

压控振荡器(VCO):指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路,常以符号(VCO)(Voltage Controlled Oscillator)。其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。图1中,uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率;曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制,就可构成一个压控振荡器。在通信或测量仪器中,输入控制电压是欲传输或欲测量的信号(调制信号)。人们通常把压控振荡器称为调频器,用以产生调频信号。在自动频率控制环路和锁相环环路中,输入控制电压是误差信号电压,压控振荡器是环路中的一个受控部件。

 在电子设备中,压控振荡器的应用极为广泛,如彩色电视接收机高频头中的本机振荡电路、各种自动频率控制(AFC)系统中的振荡电路、锁相环路(PLL)中所用的振荡电路等均为压控振荡器。振荡器输出的波形有正弦型的,也有方波型的。

压控震荡器的控制特性

   图1 压控震荡器的控制特性

变容二极管压控振荡器的基本工作原理
在振荡器的振荡回路上并接或串接某一受电压控制的电抗元件后,即可对振荡频率实行控制。受控电抗元件常用变容二极管取代。

 

                           图2

 变容二极管的电容量Cj取决于外加控制电压的大小,控制电压的变化会使变容管的Cj变化,Cj的变化会导致振荡频率的改变。 
对于图中,若C1、C2值较大,C4又是隔直电容,容量很大,则振荡回路中与L相并联的总电容为:

变容管是利用半导体PN结的结电容受控于外加反向电压的特性而制成的一种晶体二极管,它属于电压控制的可变电抗器件,其压控特性的典型曲线如图所示。图中,反向偏压从3V增大到30V时,结电容Cj从18pF减小到3pF,电容变化比约为6倍。 
对于不同的Cj,所对应的振荡频率为
(VR为最小)

(VR为最大)
通常将fmax和fmin的比值称为频率覆盖系数,以符号Kf表示,上述振荡回路的频率覆盖系数为

   VCO的实际应用电路

VCO的实际应用电路
某彩色电视接收机VHF调谐器中第6-12频段的本振电路如图所示电路中,控制电压VC为0.5-30V,改变这个电压,就使变容管的结电容发生变化,从而获得频率的变化。由图(3)可见,这是一典型的西勒振荡电路,振荡管呈共集电极组态,振荡频率约为170-220MHz ,这种通过改变直流电压来实现频率调节的方法,通常称为电调谐,与机械调谐相比它有很大的优越性。

   电视接收机VHF本振电路图

        图3                           图4

            电视接收机VHF本振电路图

 压控震荡器的工作原理-应用电路图-变容二极管

责任编辑:压控振荡器
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