Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

14. fejezet
Feszültséggel vezérelhető oszcillátorok
Az elektronikai feladatok egy részének megoldásához (ilyen a frekvenciaszelektív berendezések,
például rádiókészülékek hangolása, vagy a távoli periodikus jelek helyi frekvencia- és fázishelyes
visszaállítása, az úgynevezett szinkronizálás, azaz például digitális rendszerek órajelének
előállítása, pontos időetelonok létrehozása vagy a digitális modulált jelek vétele) szükség van
olyan periodikus jelek előállítására alkalmas elektronikus áramkörökre, amelyek rezgési frekvenciáját
valamilyen elektromos mennyiséggel (feszültséggel vagy árammal) változtatni lehet.
Ezeket az eszközöket összefoglaló néven feszültséggel vezérelhető oszcillátoroknak szokták nevezni,
mivel a legtöbb esetben a frekvenciát egy vezérlő feszültség változtatásával lehet módosítani
(megjegyzendő, hogy a feszültséget más elektromos mennyiséggel is helyettesíteni lehet, de
a legtöbb ilyen mennyiség változását egyszerűen vissza lehet vezetni a feszültség változására).
Az irodalom általában két áramkörtípust különböztet meg:
– A feszültség vezérelt oszcillátort (VCO, Voltage Controlled Oscillator) és a
– Feszültség-frekvencia konvertert (VFC, Voltage-Frequency Converter).
A két áramkör lényegében igen közel áll egymáshoz, de a VCO elnevezés általában csak arra
utal, hogy a vezérlő feszültség hatására az oszcillátor frekvenciája valamilyen módon változik
egy adott közepes frekvencia környezetében, míg a VFC esetén az oszcillátor frekvenciája általában
arányos a vezérlő feszültséggel.
14.1. LC oszcillátorok varicap diódás frekvenciaszabályozása
Az LC oszcillátorokban a berezgés frekvenciáját a rendszerben lévő kapacitív és induktív elemek
határozzák meg. Mivel a záró irányban előfeszített félvezető diódák kapacitása a záró irányú
előfeszítő feszültség függvényében változik, ezért az LC oszcillátorok rezgési frekvenciáját
egy dióda előfeszítő feszültségének a változtatásával vezérelni lehet. A félvezető diódák egy
speciális változatát éppen erre a célra fejlesztették ki, ezeket varicap (változtatható kapacitású)
diódáknak nevezzük.
A 14.1. ábrán egy varicap diódával hangolható kapacitív hárompont oszcillátor kapcsolási rajzát
tüntettük fel.
Az áramkörben aC d a varicap dióda kapacitása, amely a
C d = C d0
(
1
1− U d
U k
) n
(14.1)