¿Qué es un oscilador controlado por voltaje?

¿Has oído hablar de PLL (Phase Locked Loop)?

Es un sistema de control que se utiliza para generar una señal cuya fase está relacionada con la fase de la señal de entrada. Y VCO (oscilador controlado por voltaje) es la parte principal de un PLL (VCO utilizado en muchas otras aplicaciones también …). Veamos cómo funciona un PLL y comprenderá mejor el VCO.

Las entradas del PLL son las dos frecuencias, una se alimenta directamente y la otra se alimenta desde la salida (retroalimentación). El detector de frecuencia de fase es un comparador, que compara y detecta una diferencia de fase (pero en el caso real tiene una salida que contiene 4 componentes de frecuencia diferentes, es decir
1. suma de frecuencias de entrada
2. diferencia de frecuencias de entrada
3. frecuencia de entrada
4. frecuencia de retroalimentación). El filtro de paso bajo omite solo el componente de frecuencia más baja (diferencia de frecuencia) y se alimenta a un generador de polarización (no mencionado en la figura) que genera un valor de cc correspondiente a la señal de diferencia. El valor de CC se alimenta como la entrada del oscilador controlado por voltaje. Genera una señal de frecuencia de acuerdo con el sesgo de CC. La frecuencia generada se compara (dividir entre N es opcional) nuevamente. El proceso se detiene cuando ambas frecuencias son iguales. VCO se utiliza en muchas otras aplicaciones que no sean PLL. La aplicación principal de un VCO es en osciladores locales en un receptor de hetrodina para generar diferentes componentes de frecuencia. El circuito del mezclador lo mezclará con las señales de recepción de entrada para producir una frecuencia intermedia común.

El oscilador controlado por voltaje es un oscilador cuya frecuencia de oscilación es controlada por el voltaje de CC de entrada. Estos no son variables en el tiempo.

Los osciladores controlados por voltaje son de 2 tipos.

1. Osciladores controlados por voltaje lineal o armónico

2. Osciladores controlados por voltaje de relajación.

Los osciladores controlados por voltaje lineal generalmente se usan para producir una onda sinusoidal. El circuito del tanque LC se usa para producir oscilaciones. Los osciladores lineales generalmente consisten en un resonador con un amplificador que reemplaza las pérdidas del resonador y aísla el resonador de la salida.

Tipo de relajación Los osciladores controlados por voltaje se utilizan para producir una forma de onda triangular o de diente de sierra. Estos osciladores proporcionan una amplia gama de frecuencias operativas con un número mínimo de componentes externos.

Fuente: Oscilador controlado por voltaje – Uso de VCO, funcionamiento y aplicación

Oscilador controlado por voltaje (VCO) en concepto es un convertidor de voltaje a frecuencia . Puede ser tan simple como un multivibrador Astable, un oscilador LC o una cadena de inversores con número impar (min = 3) (osciladores en anillo).
La frecuencia se puede cambiar cambiando la demora en el circuito y la demora se puede cambiar cambiando la corriente. Entonces, todo lo que necesita es un circuito que pueda hacer V2I (Voltaje a corriente) y un circuito que pueda cambiar su retardo en función de la corriente de entrada.
A continuación se muestra un ejemplo de un VCO basado en un oscilador de anillo de 5 etapas cuya frecuencia (Fout) está controlada por el voltaje de entrada (Vctrl)

Por lo general, es un multivibrador astable, un oscilador de relajación, cuya frecuencia de funcionamiento libre depende de la sincronización C y R utilizada en el circuito y cuya frecuencia se puede cambiar en un rango simplemente cambiando el voltaje aplicado a uno de sus pines de entrada.