Генератор, управляемый напряжением
В генераторе, управляемом напряжением ( англ. Voltage-managed осциллятор , VCO ), есть электрический генератор , частота которого может изменяться величиной приложенного напряжения (управляющее или регулирующее напряжение).
Структура и функционал
Структура ГУН существенно зависит от рабочей частоты и требуемого диапазона настройки.
ГУН для высоких частот в основном реализованы в виде схемы генератора , частотно-определяющие элементы которой могут изменяться электрически. Это может быть достигнуто, например, с помощью емкостного диода в определяющем частоту резонансном контуре, резонансная частота которого может быть изменена путем изменения смещения диода. ГУН с настройкой диодов можно настраивать в диапазоне частот максимум около 3: 1, причем качество выходного сигнала (шум, стабильность) снижается по мере увеличения диапазона изменения. Если вместо LC-цепи использовать кварцевый генератор (VCXO, англ. Voltage-Control осциллятор x-tal ), диапазон настройки обычно составляет всего несколько тысяч от рабочей частоты.
ГУН для очень высоких частот (микроволновый диапазон) часто используют резонатор ЖИГ вместо колебательного контура в качестве элемента , определяющего частоту, резонансная частота которого может быть изменена путем изменения окружающего магнитного поля (то есть путем изменения тока катушки электромагнита).
В нижнем частотном диапазоне есть множество схем, с помощью которых можно генерировать переменные частоты. Они часто основаны на интеграторе , вход которого соответствует управляющему напряжению и который сбрасывается при достижении порогового напряжения. С такими схемами могут быть реализованы относительно большие диапазоны частот (изменение частоты в несколько десятков раз).
применение
Электронная музыка
В электронной музыке VCO используются как сборки в синтезаторах . В модульных синтезаторах экспоненциальное управление стало квазистандартом с конца 1960-х годов, которое использовал Роберт Муг для своих модульных синтезаторов. Для этого схема спроектирована таким образом, что увеличение входного напряжения на один вольт приводит к удвоению выходной частоты, то есть увеличению на одну октаву . Поэтому этот контроль дается в вольтах на октаву. Сама идея управления напряжением восходит к канадскому изобретателю Хью Ле Кейну .
Поскольку техническая реализация с аналоговой электроникой сопряжена с некоторыми трудностями (особенно с высокой температурной чувствительностью), японские компании KORG и Yamaha остановились на недорогих устройствах, таких как B. Korg MS-20 используется линейная регулировка Гц / Вольт. Эти устройства не могут быть легко использованы с устройствами с экспоненциальным управлением в музыкальном контексте.
Обычно ГУН сконструированы таким образом, что они могут генерировать сигналы различной формы (квадрат, треугольник, пилообразные и другие) и допускают широтно-импульсную модуляцию прямоугольного сигнала. Кроме того, есть ГУН, которые, помимо экспоненциальных характеристик, также допускают линейное управление. Это позволяет генерировать частотную модуляцию ( FM-синтез ). Наконец, давайте рассмотрим синхронизацию как музыкально важный элемент ГУН ( англ. Hard sync, синхронизация soft ) выше, в котором два или более осцилляторов синхронизируются по фазе и, таким образом, производят больше звуковых спектров.
электроника
ГУН является часто используемым элементом схемы ФАПЧ ( англ. Phacked loop ). Здесь он является последним элементом управления и генерирует частоту, управляемую контуром обратной связи. Приложения - это, например, стереодекодеры , устройства управления двигателем и декодеры ФАПЧ.
Кроме того, супергетеродинные приемники используют генераторы, управляемые напряжением (резонансные цепи с емкостными диодами), для установки частоты приема (настройка частоты генератора смесителя).
ГУН, излучающие прямоугольную волну , используются, например, в цепях датчиков или датчики подключаются ниже по потоку, чтобы передавать выходной сигнал с двумя уровнями напряжения без помех и, например , чтобы иметь возможность обрабатывать его далее в микроконтроллере . Информация находится не в уровне сигнала, а в непрерывно изменяемой частоте. Это не цифровой сигнал ; это возникает только тогда, когда частота измеряется путем счета за фиксированный период.
ИС точного преобразователя напряжение-частота - это, например, LM331. Его также можно использовать как преобразователь частоты в напряжение . Если точность не требуется, можно также использовать кольцевой генератор .
Смотри тоже
веб ссылки
Индивидуальные доказательства
- ↑ Себастьян Бервек: История электронной музыки №11. Раздел Buchla с упоминанием Хью Ле Кейна. В: bonedo.de. 15 апреля 2020, доступ к 7 октября 2020 .