वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला (vco)

हमारे आसपास के अधिकांश उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जैसे मोबाइल फोन, टीवी, रेडियो, एमपी 3 प्लेयर आदि डिजिटल और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स का एक संयोजन हैं। जहां कहीं भी वायरलेस ट्रांसमिशन / रिसेप्शन या ऑडियो सिग्नल एक इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में शामिल होते हैं, वहां हमें समय-समय पर इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल की आवश्यकता होती है, इन सिग्नलों को ऑसिलेटिंग सिग्नल कहा जाता है और वायरलेस ट्रांसमिशन में या समय से संबंधित संचालन करने के लिए बहुत उपयोगी होते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स में एक थरथरानवाला आमतौर पर एक सर्किट को संदर्भित करता है जो तरंगों के उत्पादन में सक्षम होता है। यह तरंग या तो साइन, त्रिकोण या यहां तक ​​कि एक देखा दांत प्रकार का हो सकता है। सबसे आम थरथरानवाला सर्किट में से कुछ एलसी सर्किट, टैंक सर्किट आदि हैं। एक वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटरएक थरथरानवाला है जो चर आवृत्ति के साथ दोलन संकेतों (तरंग) का उत्पादन करता है। इनपुट वोल्टेज के परिमाण को बदलते हुए इस तरंग की आवृत्ति भिन्न होती है। अब आप कल्पना कर सकते हैं कि एक वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर (VCO) एक ब्लैक बॉक्स हो सकता है, जो परिवर्तनशील परिमाण के वोल्ट में लेता है और चर आवृत्ति के आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करता है, और आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति इनपुट वोल्टेज के परिमाण के सीधे आनुपातिक होती है । हम इस ब्लैक बॉक्स के बारे में अधिक जानेंगे और इस ट्यूटोरियल में अपने डिजाइनों में एक का उपयोग कैसे करें।

का कार्य सिद्धांत

विभिन्न अनुप्रयोगों में कई प्रकार के VCO सर्किट का उपयोग किया जाता है, लेकिन उन्हें मोटे तौर पर उनके आउटपुट वोल्टेज के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

हार्मोनिक ऑसिलेटर्स : यदि ऑसिलेटर का आउटपुट तरंग साइनसोइडल है तो इसे हार्मोनिक ओस्सिलिटर्स कहा जाता है। RC, LC सर्किट और टैंक सर्किट इस श्रेणी में आते हैं। इस प्रकार के ऑसिलेटर्स को लागू करना कठिन होता है, लेकिन वे रिलैक्सेशन ऑसिलेटर की तुलना में बेहतर स्थिरता रखते हैं। हार्मोनिक ऑसिलेटर्स को रैखिक वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला भी कहा जाता है।

विश्राम थरथरानवाला: यदि थरथरानवाला का आउटपुट तरंग sawtooth या त्रिकोणीय रूप में है, तो थरथरानवाला को विश्राम थरथरानवाला कहा जाता है। ये तुलनात्मक रूप से लागू करने में आसान हैं और इसलिए सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। आराम थरथरानवाला आगे के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है

• एमिटर कपल्ड वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर
• ग्राउंडेड कैपेसिटर वोल्ट वोल्टेज नियंत्रित ऑसिलेटर
• विलंब आधारित वलय वोल्ट नियंत्रित नियंत्रक

वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला - व्यावहारिक अनुप्रयोग

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है कि VCO का निर्माण केवल RC या LC जोड़ी का उपयोग करके किया जा सकता है, लेकिन वास्तविक विश्व अनुप्रयोग में वास्तव में कोई ऐसा नहीं करता है। कुछ समर्पित आईसी हैं जो इनपुट वोल्टेज के आधार पर दोलनों को उत्पन्न करने की क्षमता रखते हैं। राष्ट्रीय सेमीकंडक्टर से एक ऐसा आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला आईसी LM566 है।

यह आईसी त्रिकोणीय और वर्ग तरंग दोनों को उत्पन्न करने में सक्षम है और इस लहर की नाममात्र आवृत्ति को बाहरी और संधारित्र और एक रोकनेवाला का उपयोग करके सेट किया जा सकता है। बाद में इस आवृत्ति को आपूर्ति की गई वोल्टेज के आधार पर वास्तविक समय में भी विविध किया जा सकता है।

LM566 आईसी के पिन आरेख नीचे दिखाया गया है

आईसी को एकल आपूर्ति से या दोहरी आपूर्ति रेल से 24V तक के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ संचालित किया जा सकता है। पिंस 3 और 4 आउटपुट पिंस हैं जो हमें क्रमशः स्क्वायर वेव और ट्राइंगल तरंग देते हैं। नाममात्र आवृत्ति को कैपेसिटर और रिसिस्टर के सही मूल्य को पिन 7 और 6 से जोड़कर सेट किया जा सकता है।

सूत्रों आर और सी के मूल्य की गणना करने (एफओ) उत्पादन आवृत्ति के आधार पर सूत्रों द्वारा दिया जाता है

Fo = 2.4 (Vss - Vc) / Ro + Co + Vss

कहाँ पे, वीएसएस आपूर्ति वोल्टेज (यहां 12 वी) है और वीसी नियंत्रण वोल्टेज है जिसे पिन 5 पर लागू किया जाता है, जिसके आधार पर आउटपुट आवृत्ति नियंत्रित होती है। (यहाँ हमने 5k को स्थिर वोल्टेज की आपूर्ति के लिए 1.5k और 10k Resistor का उपयोग करके एक संभावित विभक्त का गठन किया है)। LM566 के लिए एक नमूना सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में प्रतिरोधों 1.5k और 10k को अनदेखा किया जा सकता है और नियंत्रण वोल्टेज को सीधे पिन 5 पर आपूर्ति की जा सकती है। आप आउटपुट आवृत्ति की आवश्यक सीमा के आधार पर आरओ और सह के मूल्य को भी बदल सकते हैं। यह भी जाँच करें कि आउटपुट फ़्रीक्वेंसी इनपुट कंट्रोल वोल्टेज के संबंध में कितनी भिन्न है, यह जाँचने के लिए डेटाशीट देखें। आउटपुट आवृत्ति का मूल्य 10: 1 के अनुपात के साथ नियंत्रण वोल्टेज (पिन 5 पर) का उपयोग करके समायोज्य है, जो हमें नियंत्रण की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करने में मदद करता है।

वोल्टेज नियंत्रित अनुप्रयोगों के अनुप्रयोग (VCO)

• आवृत्ति पारी कुंजीयन
• बार-बार पहचानने वाले
• कीपैड टोन पहचानकर्ताओं
• घड़ी / सिग्नल / फंक्शन जेनरेटर
• फेज़ लॉक्ड लूप बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला एक चरण बंद लूप सिस्टम में मुख्य फ़ंक्शन ब्लॉक है। तो आइए हम फेज़ लॉक लूप के बारे में भी समझते हैं कि यह महत्वपूर्ण क्यों है और एक फेज़ लॉक्ड लूप के अंदर VCO क्या करता है।

एक चरण बंद लूप (PLL) क्या है?

चरण बंद लूप को PPL भी कहा जाता है, एक नियंत्रण प्रणाली है, जबकि मुख्य रूप से तीन महत्वपूर्ण ब्लॉक होते हैं। वे चरण डिटेक्टर, कम पास फिल्टर और वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला हैं। ये तीनों मिलकर एक नियंत्रण प्रणाली बनाते हैं जो इनपुट सिग्नल की आवृत्ति के आधार पर आउटपुट सिग्नल की आवृत्ति को लगातार समायोजित करता है। एक PLL का ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है

PLL प्रणाली का उपयोग अनुप्रयोग में किया जाता है जहां एक उच्च स्थिर आवृत्ति (f _OUT) को अस्थिर आवृत्ति संकेत (f _IN) से प्राप्त करना होता है । पीएलएल सर्किट का मुख्य कार्य इनपुट सिग्नल की समान आवृत्ति के साथ आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करना है। राउटर, आरएफ ट्रांसमिशन सिस्टम, मोबाइल नेटवर्क आदि जैसे वायरलेस अनुप्रयोगों में यह बहुत महत्वपूर्ण है।

चरण डिटेक्टर इनपुट फ्रीक्वेंसी (f _IN) की तुलना आउटपुट फ्रीक्वेंसी (f _OUT) के साथ दिए गए फीडबैक पथ का उपयोग करके करता है। इन दोनों संकेतों में अंतर की तुलना वोल्टेज मान के आधार पर की जाती है और इसे त्रुटि वोल्टेज संकेत के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस वोल्टेज सिग्नल में इसके साथ कुछ उच्च आवृत्ति शोर भी होगा, जिसे कम पास फिल्टर का उपयोग करके फ़िल्टर किया जा सकता है। फिर यह वोल्टेज संकेत एक VCO को प्रदान किया जाता है, जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं कि प्रदान की गई वोल्टेज सिग्नल (नियंत्रण वोल्टेज) के आधार पर आउटपुट आवृत्ति भिन्न होती है।

पीएलएल - व्यावहारिक अनुप्रयोग

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले PLL कार्यान्वयन IC में से एक LM567 है । यह एक टोन डिकोडर आईसी है, जिसका अर्थ है कि यह पिन 3 पर किसी विशेष उपयोगकर्ता कॉन्फ़िगर प्रकार के टोन को सुनता है यदि उस टोन को प्राप्त किया जाता है तो यह आउटपुट (पिन 8) को जमीन से जोड़ता है। इसलिए मूल रूप से आवृत्ति में उपलब्ध सभी ध्वनि को सुनता है और पीएलएल तकनीक का उपयोग करके प्रीसेट आवृत्ति के साथ उन ध्वनि संकेतों की आवृत्ति की तुलना करता रहता है। जब आवृत्तियों का उत्पादन पिन से मेल खाता है तो यह कम हो गया। LM567 आईसी का पिन नीचे दिखाया गया है, सर्किट शोर के लिए अतिसंवेदनशील है, इसलिए यदि आप इस आईसी को ब्रेडबोर्ड पर काम करने के लिए नहीं पा सकते हैं तो आश्चर्यचकित न हों।

जैसा कि पिन आउट में दिखाया गया है, आईसी में एक I और Q फेज़ डिटेक्टर सर्किट होता है। यह चरण डिटेक्टर सेट आवृत्ति और आने वाली आवृत्ति संकेत के बीच अंतर की जांच करता है। इस सेट आवृत्ति का मान सेट करने के लिए बाहरी घटकों का उपयोग किया जाता है। IC में एक फ़िल्टर सर्किट भी होता है जो इरेटी स्विचिंग शोर को फ़िल्टर करेगा, लेकिन इसके लिए पिन से जुड़े एक बाहरी संधारित्र की आवश्यकता होती है। 2 ^nd पिन का उपयोग IC के बैंडविड्थ को सेट करने के लिए किया जाता है, उच्च कैपेसिटेंस लोअर बैंडविड्थ होगा। पिन 5 और 6 का उपयोग सेट आवृत्ति के मूल्य को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इस आवृत्ति मूल्य की गणना नीचे दिए गए सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है

LM567 आईसी के लिए बुनियादी सर्किट नीचे दिखाया गया है।

इनपुट सिग्नल जिसकी आवृत्ति की तुलना की गई है, मान 0.01uF के फ़िल्टरिंग कैपेसिटर के माध्यम से पिन 3 को दिया जाता है। इस आवृत्ति की तुलना सेट आवृत्ति के साथ की जाती है। आवृत्ति 2.4k रेसिस्टर (R1) और 0.0033 कैपेसिटर (C1) का उपयोग करके सेट की गई है, इन मानों की गणना आपके सेट की आवृत्ति के अनुसार ऊपर चर्चा किए गए सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है।

जब इनपुट आवृत्ति सेट आवृत्ति के साथ मेल खाती है तो आउटपुट पिन (पिन 8) को आधार बनाया जाएगा। यदि नहीं तो यह पिन ऊँची रहेगी। यहां हमने लोड के रूप में एक रेसिस्टर (आर _एल) का उपयोग किया है, लेकिन आम तौर पर यह डिजाइन के अनुसार एक एलईडी, या बजर होगा। इस प्रकार LM567 आवृत्तियों की तुलना करने के लिए VCO की क्षमता का उपयोग करता है जो ऑडियो / वायरलेस संबंधित अनुप्रयोगों में बहुत उपयोगी है।

आशा है कि आपको VCO के बारे में अच्छी जानकारी मिल गई है, यदि आपको कोई संदेह है तो उन्हें टिप्पणी अनुभाग पर पोस्ट करें या मंचों का उपयोग करें।

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