2022-2023学年高二物理竞赛课件：压控振荡器（VCO或VF)

压控振荡器（VCO或V/F) 压控振荡器（VCO或V/F) 在某些使用场合，要求电路的振荡频率与控制电压成比例，即电压控制振荡频率。 下图是压控振荡器的一种电路方案 解得： ② 振荡幅度 该电路的三角波线性不好是主要的缺点，设想让电容恒流充放电来改善线性，得到线性优胜的三角波。 改进的思路是：设想加在比较器的比较电压来自积分器的输出，而比较器的输出又作为积分器的输入，如图所示： 合上电源瞬间，假定比较器输出为高电平VO2=VOH=+VZ，积分器负方向积分，VO1负方向增大， 振荡原理定性说明： 当VO1下降至同相比较器的VTL时，（即vp电位过零时）比较器状态翻转成低电平VO2=VOL=－VZ，积分器又作正方向积分， VO1线性上升，当升至上限触发电平VTH时，比较器输出又翻转 为高电平VO2=VOH=+VZ。 如此周而复始，产生振荡，使VO1输出为线性优良的三角波，VO2输出方波。其波形如图所示： 输出波形周期T的计算：是两次积分时间之和，先求三角波的幅度，而幅度应从同相滞回比较器的临界转换条件来求。当vN=vP=0时，流过电阻R1和R2的电流相等，由此得： 从波形图得： 请同学们思考：要产生如下的波形时，电路应该如何改进？ 如要产生示波器的锯齿波扫描信号 这只要将积分器的正向和负向积分回路分开，并能调节，如图所示（把R用下图代替即可）。 电路由一个积分器和一个同相滞回比较器组成。二极管作隔离，并作快速放电通路。稳压管用作同相比较器的输出限幅。 工作原理简述如下： 比较器输出变为低电平（-VZ)，随后D导电，C放电（较快），vo电位上升，当升至VTH时，输出又变高电平，如此周而复始，产生振荡。 vo＞0 时，假定同相比较器输出高电平（=+VZ），D截止，积分器反向积分， vo线性下降，当vo 下降至0并继续下降至VTL时， 从波形图可知，反向积分时间长，而正向积分（放电）时间很短，振荡周期主要由反向积分时间决定，所以有振荡周期： $