انواع اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ

انواع اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ:
انواع مختلفی از مدارات اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ، بسته به کاربرد آن وجود دارد، اما بر اساس ولتاژ خروجی، می توان آن ها را در دو گروه عمده طبقه بندی کرد.

اسیلاتورهای هارمونیک (Harmonic Oscillators):
اگر شکل موج خروجی اسیلاتور سینوسی باشد، آن گاه به آن اسیلاتور هارمونیک گفته می شود. مدارات RC و LC در این طبقه جای می گیرند.

پیاده سازی این نوع از اسیلاتورها دشوارتر است، اما دارای پایداری بهتری نسبت به اسیلاتورهای آرام هستند. اسیلاتورهای هارمونیک را اسیلاتورهای کنترل شده با ولتاژ خطی نیز می گویند.

اسیلاتورهای آرام (Relaxation Oscillator):
اگر شکل موج خروجی یک اسیلاتور دارای شکل موج مثلثی یا دندان اره ای باشد، آن گاه به آن اسیلاتور آرام می گویند.

پیاده سازی این نوع از اسیلاتورها آسان تر است و به همین دلیل به صورت گسترده تر مورد استفاده قرار می گیرند. اسیلاتورهای آرام را می توان در گروه های زیر نیز طبقه بندی کرد:

• اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ امیتر کوپل شده (Emitter Coupled Voltage Controlled Oscillator).
• اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ خازن زمین شده (Grounded capacitor Voltage Controlled Oscillator).
• اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ حلقه مبتنی بر تاخیر (Delay based ring Voltage Controlled Oscillator).

بیان ریاضی اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ:
اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ یک مدولاتور فرکانسی (Frequency Modulator) است. ولتاژ خروجی Vvco در این اسیلاتور را می توان به صورت زیر بیان کرد:

انحراف فرکانس سیگنال خروجی از اسیلاتور را که با dθ/dt نشان می دهیم، با ولتاژ کنترل vc متناسب است. این رابطه به صورت زیر نوشته می شود:

انتگرال این مقدار برابر با فاز اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ است. بنابراین داریم:

در رابطه فوق مقادیر به صورت زیر هستند:

• Vvco: ولتاژ خروجی از VCO.
• V0: دامنه ولتاژ خروجی از VCO.
• ωc: فرکانس زاویه ای VCO.
• θ: فاز سیگنال VCO.
• KV: ثابت VCO که بر حسب رادیان بر ثانیه بر واحد ورودی اندازه گیری می شود.
• vc: ولتاژ کنترل VCO.