我们周围的大多数消费电子设备，例如手机，电视，收音机，Mp3播放器等，都是数字和模拟电子产品的组合。在电子设计中涉及无线传输/接收或音频信号的任何地方，我们都需要定期振荡的电子信号，这些信号称为振荡信号，在无线传输或执行与时序相关的操作中非常有用。
电子产品中的振荡器通常是指能够产生波形的电路。该波形可以是正弦波，三角波或锯齿形。一些最常见的振荡器电路是LC电路，储能电路等。压控振荡器是一个振荡器，它产生频率可变的振荡信号（波形）。通过改变输入电压的幅度来改变该波形的频率。现在，您可以想象一个压控振荡器（VCO）是一个黑匣子，它吸收可变幅度的电压并产生可变频率的输出信号，并且该输出信号的频率与输入电压的幅度成正比。在本教程中，我们将了解有关此黑匣子以及如何在我们的设计中使用它的更多信息。
工作原理
在不同的应用中使用了多种类型的VCO电路，但是根据其输出电压，它们可以大致分为两种类型。
谐波振荡器：如果振荡器的输出波形为正弦波，则称为谐波振荡器。RC，LC电路和Tank电路属于此类。这些类型的振荡器较难实现，但其稳定性优于张弛振荡器。谐波振荡器也称为线性压控振荡器。
弛豫振荡器：如果振荡器的输出波形为锯齿或三角形式，则该振荡器称为弛豫振荡器。这些比较容易实现，因此使用最广泛。弛豫振荡器可以进一步分类为
- 发射极耦合压控振荡器
- 接地电容器压控振荡器
- 基于延迟的环形压控振荡器
压控振荡器–实际应用
如前所述，可以使用RC或LC对简单地构建VCO，但是在实际应用中，没有人真正做到这一点。有一些专用的IC，能够根据输入电压产生振荡。一种这样的常用IC是美国国家半导体的LM566。
该IC能够产生三角波和方波，并且可以通过使用外部电容器和电阻器来设置该波的标称频率。之后，该频率也可以根据提供给它的输入电压实时变化。
LM566 IC的引脚图如下所示
该IC可以通过单电源或双电源轨运行，最高工作电压为24V。引脚3和4是输出引脚，分别提供方波和三角波。可以通过将正确的电容和电阻值连接到引脚7和6来设置标称频率。
的公式计算R和C的值基于所述输出频率（FO）是由公式给出
Fo = 2.4（Vss-Vc）/ Ro + Co + Vss
哪里，
Vss是电源电压（此处为12V），Vc是施加到引脚5的控制电压，基于该电压的大小来控制输出频率。（这里我们使用1.5k和10k电阻器形成了一个分压器，以向引脚5提供恒定电压）。LM566的示例电路图如下所示
在实际应用中，可以忽略电阻1.5k和10k，并且可以将控制电压直接提供给引脚5。您还可以根据所需的输出频率范围来更改Ro和Co的值。另请参考数据表以检查输出频率相对于输入控制电压的线性变化。输出频率的值可以使用控制电压（引脚5上）以10：1的比例进行调节，这有助于我们提供广泛的控制范围。
压控振荡器（VCO）的应用
- 频移键控
- 频率标识符
- 按键音识别器
- 时钟/信号/函数发生器
- 用于构建锁相环。
压控振荡器是锁相环系统中的主要功能模块。因此，让我们也了解锁相环，为何如此重要以及VCO在锁相环内的作用。
什么是锁相环（PLL）？
锁相环也称为PPL，是一个控制系统，主要由三个重要模块组成。它们是鉴相器，低通滤波器和压控振荡器。这三者共同构成一个控制系统，该控制系统根据输入信号的频率不断调整输出信号的频率。PLL的框图如下所示
PLL系统用于必须从不稳定的频率信号（f IN）获得高稳定频率（f OUT）的应用中。 PLL电路的主要功能是产生与输入信号频率相同的输出信号。这在路由器，RF传输系统，移动网络等无线应用中非常重要。
鉴相器使用提供的反馈路径将输入频率（f IN）与输出频率（f OUT）进行比较。比较这两个信号中的差异，并根据电压值给出该差异，称为误差电压信号。该电压信号还将带有一些高频噪声，可以通过使用低通滤波器对其进行滤波。然后，将该电压信号提供给VCO，众所周知，该VCO根据提供的电压信号（控制电压）改变输出频率。
PLL-实际应用
LM567是最常用的PLL工具IC之一。它是一个音频解码器IC，这意味着它会在引脚3上监听用户配置的特定类型的音频，如果收到该音频，它将输出（引脚8）接地。因此，基本上可以收听该频率中所有可用的声音，并使用PLL技术不断比较那些声音信号与预设频率的频率。当频率与输出引脚匹配时，它变低。 LM567 IC的引脚如下所示，该电路极易受到噪声的影响，因此，如果您无法使该IC在面包板上工作，也不要感到惊讶。
如引脚所示，该IC内部包含一个I相和Q相检测器电路。该鉴相器检查设定频率和输入频率信号之间的差异。外部组件用于设置此设置频率的值。该IC还包括一个滤波电路，该滤波电路将过滤掉不稳定的开关噪声，但它需要在引脚1上连接一个外部电容器。第二引脚用于设置IC的带宽，电容越高，带宽越低。引脚5和6用于设置设定频率的值。可以使用以下公式计算该频率值
LM567 IC的基本电路如下所示。
必须比较其频率的输入信号通过一个值为0.01uF的滤波电容器提供给引脚3。将该频率与设定频率进行比较。使用2.4k电阻器（R1）和0.0033电容器（C1）设置频率，可以使用上述公式根据您设置的频率来计算这些值。
当输入频率与设定频率匹配时，输出引脚（引脚8）将接地。否则，该引脚将保持高电平。在这里，我们使用电阻（R L）作为负载，但是通常它是LED或设计要求的蜂鸣器。因此，LM567利用VCO的能力来比较频率，这在音频/无线相关应用中非常有用。
希望您现在对VCO有了一个好主意，如果您有任何疑问将其发布在评论部分或使用论坛。
还要检查：
- RC相移振荡器
- 温桥振荡器
- 石英晶体振荡器