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VCO की फुल फॉर्म “Voltage Controlled Oscillator” होती है. VCO को हिंदी में “वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला” कहते है.
एक वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला (VCO) एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला है जिसकी दोलन आवृत्ति एक वोल्टेज इनपुट द्वारा नियंत्रित होती है. लागू इनपुट वोल्टेज तात्कालिक दोलन आवृत्ति निर्धारित करता है. नतीजतन, एक वीसीओ का उपयोग आवृत्ति मॉड्यूलेशन (एफएम) या चरण मॉड्यूलेशन (पीएम) के लिए नियंत्रण इनपुट के लिए एक मॉड्यूलेटिंग सिग्नल लागू करके किया जा सकता है. एक वीसीओ भी एक चरण-बंद लूप का एक अभिन्न अंग है. वीसीओ का उपयोग सिंथेसाइज़र में एक तरंग उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जिसकी पिच को संगीत कीबोर्ड या अन्य इनपुट द्वारा निर्धारित वोल्टेज द्वारा समायोजित किया जा सकता है. वोल्टेज-टू-फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर (VFC) एक विशेष प्रकार का VCO है जिसे इनपुट नियंत्रण वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला पर आवृत्ति नियंत्रण में बहुत रैखिक होने के लिए डिज़ाइन किया गया है.
VCO का पूर्ण रूप वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला है. यह दुनिया भर में अकादमिक और विज्ञान, इलेक्ट्रॉनिक्स पर प्रयोग किया जाता है. एक वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला (VCO) एक दोलन सर्किट है जिसकी आउटपुट आवृत्ति एक इनपुट वोल्टेज के प्रत्यक्ष अनुपात में बदलती है.
क्या आप जानना चाहते हैं कि VCO का क्या मतलब होता है? वीसीओ का फुल फॉर्म क्या है? क्या आप ढूंढ रहे हैं VCO का क्या अर्थ है? वीसीओ का फुल फॉर्म क्या है? VCO के लिए क्या खड़ा है? इस पृष्ठ पर, हम वीसीओ के विभिन्न संभावित संक्षिप्त, संक्षिप्त, पूर्ण रूप या कठबोली शब्द के बारे में बात करते हैं. VCO का पूर्ण रूप है वोल्ट नियंत्रित थरथरानवाला, आप यह भी जानना चाहेंगे: VCO का उच्चारण कैसे करें, Voltage Controlled Oscillator का उच्चारण कैसे करें, अभी भी VCO की परिवर्णी परिभाषा नहीं मिल रही है? अधिक संक्षिप्त नाम देखने के लिए कृपया हमारी साइट खोज का उपयोग करें.
वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला (VCO), नाम से ही यह स्पष्ट है कि थरथरानवाला की आउटपुट तात्कालिक आवृत्ति इनपुट वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है. यह एक प्रकार का थरथरानवाला है जो इसे दिए गए इनपुट डीसी वोल्टेज के आधार पर एक बड़ी रेंज (कुछ हर्ट्ज-सैकड़ों गीगा हर्ट्ज) पर आउटपुट सिग्नल आवृत्ति का उत्पादन कर सकता है.
एक वोल्टेज-नियंत्रित थरथरानवाला (VCO) एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला है जिसकी आउटपुट आवृत्ति इसके इनपुट वोल्टेज के समानुपाती होती है. एक थरथरानवाला एक आवधिक एसी संकेत पैदा करता है, और वीसीओ में, दोलन आवृत्ति वोल्टेज द्वारा निर्धारित की जाती है.
ऑसिलेटर्स ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में आगे-पीछे स्थानांतरित करके काम करते हैं. ऐसा करने का एक तरीका एलसी सर्किट के साथ है, जहां ऊर्जा प्रारंभ करनेवाला (एल) और संधारित्र (सी) के बीच चलती है. संधारित्र ऊर्जा को अपनी प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र के रूप में संग्रहीत करता है और प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से निर्वहन करता है, जो तब उस ऊर्जा को चुंबकीय क्षेत्र के रूप में संग्रहीत करता है. प्रारंभ करनेवाला फिर संधारित्र की दूसरी प्लेट को चार्ज करता है और प्रक्रिया फिर से शुरू होती है, लेकिन वर्तमान में विपरीत दिशा में बहने के साथ. जिस आवृत्ति पर यह दोलन होता है वह गुंजयमान आवृत्ति होती है, जो LC के व्युत्क्रमानुपाती होती है. एक वोल्टेज-नियंत्रित थरथरानवाला एक वोल्टेज-नियंत्रित संधारित्र के रूप में एक वैराक्टर डायोड का उपयोग करके बनाया जा सकता है. जैसे-जैसे वैरेक्टर डायोड में रिवर्स बायस वोल्टेज बदलता है, वैसे ही इसकी धारिता भी बदलती है, और इसलिए इसकी आवृत्ति भी होती है.
वीसीओ एक चरण-बंद लूप (पीएलएल) का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, जो एक नियंत्रण प्रणाली है जो एक "संदर्भ" संकेत के चरण के लिए एक निश्चित संबंध के साथ एक संकेत उत्पन्न करता है. पीएलएल के रेडियो, दूरसंचार, कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं. वीसीओ के आवृत्ति और चरण मॉडुलन में अन्य उपयोग भी हो सकते हैं, और फ़ंक्शन जेनरेटर और सिंथेसाइज़र जैसे अनुप्रयोग भी हो सकते हैं.
एक वोल्टेज-नियंत्रित थरथरानवाला एक आउटपुट सिग्नल वाला एक थरथरानवाला है जिसका आउटपुट एक सीमा से अधिक भिन्न हो सकता है, जिसे इनपुट डीसी वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है. यह एक थरथरानवाला है जिसकी आउटपुट आवृत्ति सीधे इसके इनपुट पर वोल्टेज से संबंधित होती है. दोलन आवृत्ति कुछ हर्ट्ज से सैकड़ों गीगाहर्ट्ज़ तक भिन्न होती है. इनपुट डीसी वोल्टेज को बदलकर, उत्पादित सिग्नल की आउटपुट आवृत्ति को समायोजित किया जाता है.
हार्मोनिक ऑसिलेटर्स: आउटपुट एक साइनसॉइडल तरंग के साथ एक संकेत है. उदाहरण हैं क्रिस्टल ऑसिलेटर्स और टैंक ऑसिलेटर्स
रिलैक्सेशन ऑसिलेटर्स: आउटपुट एक आरी या त्रिकोणीय तरंग के साथ एक संकेत है और परिचालन आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है. आउटपुट फ्रीक्वेंसी कैपेसिटर के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के समय पर निर्भर करती है.
एक आरी तरंग उत्पन्न करने वाले वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला के लिए, मुख्य घटक संधारित्र है जो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग आउटपुट तरंग के गठन को तय करता है. इनपुट एक वोल्टेज के रूप में दिया जाता है जिसे नियंत्रित किया जा सकता है. यह वोल्टेज करंट सिग्नल में बदल जाता है और कैपेसिटर पर लगाया जाता है. जैसे ही करंट कैपेसिटर से होकर गुजरता है, यह चार्ज होना शुरू हो जाता है और इसके आर-पार एक वोल्टेज बनने लगता है. जैसे-जैसे कैपेसिटर चार्ज होता है और इसके पार वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है, वोल्टेज की तुलना एक तुलनित्र का उपयोग करके एक संदर्भ वोल्टेज से की जाती है. जब संधारित्र वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो तुलनित्र एक उच्च तर्क आउटपुट उत्पन्न करता है जो ट्रांजिस्टर को ट्रिगर करता है, और संधारित्र जमीन से जुड़ा होता है और निर्वहन शुरू करता है. इस प्रकार उत्पन्न आउटपुट तरंग संधारित्र के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग का प्रतिनिधित्व है और आवृत्ति इनपुट डीसी वोल्टेज द्वारा नियंत्रित होती है.
एक चरण बंद लूप, पीएलएल, या आवृत्ति सिंथेसाइज़र के भीतर, वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला का प्रदर्शन, वीसीओ महत्वपूर्ण है. वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला प्रदर्शन पूरे चरण बंद लूप या आवृत्ति सिंथेसाइज़र के प्रदर्शन के कई पहलुओं को नियंत्रित करता है. तदनुसार सावधानीपूर्वक डिजाइन आवश्यक है. एक उच्च प्रदर्शन वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला, वीसीओ का डिजाइन कोई मामूली काम नहीं है. सर्किट पर विचार, उपयोग किए गए घटक और लेआउट सभी प्रदर्शन को निर्धारित करने में भूमिका निभाते हैं. इसके लिए ध्वनि सैद्धांतिक डिजाइन की आवश्यकता होती है, इसके बाद सभी घटकों की सावधानीपूर्वक पसंद और फिर एक अच्छा पीसीबी लेआउट होता है. सर्किट सिमुलेशन के साथ भी, यह VCO लेआउट के कुछ पुनरावृत्तियों को ले सकता है.
वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला, वीसीओ डिजाइन करते समय, कई पैरामीटर हैं जिन्हें डिजाइन शुरू होने से पहले माना जाना चाहिए. ये VCO के लिए आवश्यक प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों को परिभाषित करते हैं.
वीसीओ ट्यूनिंग रेंज: यह स्पष्ट है कि वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला उस सीमा पर ट्यून करने में सक्षम होना चाहिए जिस पर लूप के संचालित होने की उम्मीद है. इस आवश्यकता को पूरा करना हमेशा आसान नहीं होता है और कुछ चरम परिस्थितियों में वीसीओ या रेजोनेंट सर्किट को स्विच करने की आवश्यकता हो सकती है.
VCO ट्यूनिंग लाभ: वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला का लाभ महत्वपूर्ण है. इसे वोल्ट प्रति हर्ट्ज (या वी/मेगाहर्ट्ज, आदि) के संदर्भ में मापा जाता है. जैसा कि इकाइयों द्वारा निहित है, यह वोल्टेज में दिए गए परिवर्तन के लिए ट्यूनिंग शिफ्ट है. वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला लाभ समग्र लूप डिजाइन विचारों और गणनाओं में से कुछ को प्रभावित करता है. VCO प्रतिक्रिया घटता कम आवृत्तियों पर अपेक्षाकृत सीधे देखा जा सकता है. हालांकि वे आम तौर पर उच्च वोल्टेज पर बाहर निकलते हैं जहां वेरेक्टर डायोड से कैपेसिटेंस में परिवर्तन कम हो जाते हैं.
वीसीओ वी/एफ स्लोप: फेज लॉक लूप में उपयोग किए जाने वाले किसी भी वोल्टेज नियंत्रित ऑसीलेटर के लिए यह एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है कि आवृत्ति वक्र के लिए वोल्टेज मोनोटोनिक है, यानी यह हमेशा एक ही अर्थ में बदलता है, आमतौर पर वोल्टेज बढ़ाने के लिए आवृत्ति में वृद्धि होती है. यदि यह बदलता है, जैसा कि कुछ उदाहरणों में सामान्य रूप से नकली प्रतिध्वनि आदि के परिणामस्वरूप हो सकता है, तो यह लूप के अस्थिर होने का कारण बन सकता है. तदनुसार, इसे रोका जाना चाहिए यदि चरण बंद लूप को संतोषजनक ढंग से संचालित करना है.
यह वक्र एक छोटी सी गिरावट दिखाता है और इसके परिणामस्वरूप चरण बंद लूप अस्थिर हो जाएगा.
चरण शोर प्रदर्शन: कुछ पीएलएल अनुप्रयोगों में वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला के चरण शोर प्रदर्शन का विशेष महत्व है - विशेष रूप से जहां वे आवृत्ति सिंथेसाइज़र में उपयोग किए जाते हैं. वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला का चरण शोर प्रदर्शन पीएलएल लूप बैंडविड्थ के बाहर चरण शोर का प्रमुख कारक है. हालांकि पीएलएल की कार्रवाई से शोर में कमी कम हो जाती है, लूप बैंडविड्थ के बाहर वीसीओ चरण शोर में कोई कमी नहीं होती है.
ये कुछ मुख्य आवश्यकताएं हैं जिन्हें VCO के डिजाइन की शुरुआत से ही जानना आवश्यक है. ट्यून्ड सर्किट के क्यू का सावधानीपूर्वक अनुकूलन, विशेष रूप से जितना संभव हो उतना उच्च क्यू के साथ वैरेक्टर डायोड का उपयोग करना, सक्रिय डिवाइस की पसंद, ऑसीलेटर के भीतर फीडबैक का अनुकूलन.
किसी भी थरथरानवाला की तरह, वीसीओ को एम्पलीफायर और फीडबैक लूप के रूप में माना जा सकता है. एम्पलीफायर के लाभ को ए के रूप में और फीडबैक को बी के रूप में दर्शाया जा सकता है. सर्किट को दोलन करने के लिए लूप के चारों ओर कुल चरण बदलाव 360 ° होना चाहिए और लाभ एकता होना चाहिए. इस तरह संकेतों को लूप के चारों ओर वापस फीड किया जाता है ताकि वे योगात्मक हों और परिणामस्वरूप, लूप में कोई भी छोटी गड़बड़ी वापस फीड हो जाती है और जमा हो जाती है. इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि प्रतिक्रिया नेटवर्क आवृत्ति पर निर्भर है, सिग्नल का निर्माण एक आवृत्ति पर होगा, प्रतिक्रिया नेटवर्क की गुंजयमान आवृत्ति, और एकल आवृत्ति संकेत उत्पन्न होता है.
कई ऑसिलेटर और इसलिए VCO एक सामान्य एमिटर सर्किट का उपयोग करते हैं. यह अपने आप में 180° का फेज़ शिफ्ट उत्पन्न करता है, जिससे फीडबैक नेटवर्क आगे 180° प्रदान करता है.
अन्य थरथरानवाला या वीसीओ सर्किट एक सामान्य बेस सर्किट का उपयोग कर सकते हैं जहां एमिटर और कलेक्टर सिग्नल के बीच कोई चरण बदलाव नहीं होता है (एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है) और चरण शिफ्ट नेटवर्क को 0 डिग्री या 360 डिग्री प्रदान करना चाहिए. थरथरानवाला किसी दी गई आवृत्ति पर दोलन करने के लिए, सिस्टम में एक गुंजयमान सर्किट शामिल होता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि किसी दी गई आवृत्ति पर दोलन होता है. गुंजयमान सर्किट एक एलसी गुंजयमान सर्किट से या तो श्रृंखला में या सर्किट पर निर्भर समानांतर अनुनाद, या एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल, आदि में से कई विन्यासों में से एक हो सकता है.
VCO के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले दो प्रारूप हैं Colpitts और Clapp थरथरानवाला सर्किट. दोनों में से, कोलपिट्स सर्किट सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन दोनों अपने विन्यास में बहुत समान हैं. ये सर्किट ऑसिलेटर्स के रूप में काम करते हैं क्योंकि यह पाया जाता है कि एक सक्रिय उपकरण जैसे बाइपोलर ट्रांजिस्टर बेस और एमिटर (C1) और एमिटर और ग्राउंड (C2) के बीच स्थित कैपेसिटर के साथ सही चरण में पर्याप्त प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए आवश्यक मानदंडों को पूरा करता है. एक थरथरानवाला उत्पन्न करें. दोलन होने के लिए अनुपात C1 : C2 एक से अधिक होना चाहिए. गुंजयमान सर्किट आधार और जमीन के बीच एक आगमनात्मक तत्व को शामिल करके बनाया गया है. कोलपिट्स सर्किट में इसमें सिर्फ एक प्रारंभ करनेवाला होता है, जबकि क्लैप सर्किट में श्रृंखला में एक प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र का उपयोग किया जाता है. अनुनाद के लिए शर्तें यह हैं कि:
थरथरानवाला धुन बनाने के लिए सर्किट के गुंजयमान बिंदु को बदलना आवश्यक है. कोल्पिट्स ऑसिलेटर के मामले में इंडिकेटर के आर-पार एक कैपेसिटर जोड़कर यह सबसे अच्छा हासिल किया जाता है. वैकल्पिक रूप से क्लैप थरथरानवाला के लिए, यह प्रारंभ करनेवाला के साथ श्रृंखला में संधारित्र हो सकता है. उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए एक सर्किट जहां आधार और जमीन के बीच आगमनात्मक प्रतिक्रिया को रखा जाता है, को अक्सर पसंद किया जाता है क्योंकि यह नकली दोलनों और अन्य विसंगतियों के लिए कम प्रवण होता है.
एक ही बुनियादी सर्किट टोपोलॉजी का उपयोग करके, वीसीओ के भीतर द्विध्रुवी उपकरणों और एफईटी दोनों का उपयोग करना संभव है. द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर में कम इनपुट प्रतिबाधा होती है और यह वर्तमान संचालित होता है, जबकि FET में उच्च इनपुट प्रतिबाधा होती है और यह वोल्टेज संचालित होता है. एफईटी की उच्च इनपुट प्रतिबाधा ट्यूनेड सर्किट के क्यू को बेहतर ढंग से बनाए रखने में सक्षम है और इसे चरण शोर प्रदर्शन के मामले में बेहतर स्तर का प्रदर्शन देना चाहिए जहां ट्यूनेड सर्किट के क्यू का रखरखाव एक महत्वपूर्ण कारक है. चरण शोर में कमी. एक अन्य प्रमुख कारक उपकरणों द्वारा उत्पन्न झिलमिलाहट शोर है. थरथरानवाला अत्यधिक गैर-रेखीय सर्किट होते हैं और परिणामस्वरूप झिलमिलाहट शोर को वीसीओ पर साइडबैंड के रूप में संशोधित किया जाता है और यह स्वयं को चरण शोर के रूप में प्रकट करता है. सामान्य तौर पर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर झिलमिलाहट शोर के निचले स्तर की पेशकश करते हैं और परिणामस्वरूप उनके आसपास स्थित वीसीओ बेहतर चरण शोर प्रदर्शन प्रदान करते हैं.
VCO बनाने के लिए, थरथरानवाला को वोल्टेज द्वारा ट्यून करने की आवश्यकता होती है. यह वैरिएक्टर डायोड से वेरिएबल कैपेसिटर बनाकर प्राप्त किया जा सकता है. VCO के लिए ट्यून वोल्टेज को तब वैरैक्टर्स पर लागू किया जा सकता है. यह देखा जाएगा कि फेज डिटेक्टर से कंट्रोल लाइन को एक रेसिस्टर का इस्तेमाल करते हुए वैरेक्टर डायोड से अलग किया जाता है. आरएफ चोक अच्छी तरह से काम नहीं करते हैं क्योंकि वे गुंजयमान सर्किट का हिस्सा बन जाते हैं और नकली प्रतिध्वनि और गैर-मोनोटोनिक वी / एफ वक्र की संभावना का परिचय देते हैं. 10kΩ के आसपास प्रतिरोधी मान अक्सर अच्छी तरह से काम करते हैं. इससे काफी कम और अपर्याप्त आरएफ अलगाव प्रदान किया जाता है और यह ट्यूनेड सर्किट के क्यू को कम कर सकता है; इससे बहुत अधिक है और स्रोत प्रतिबाधा बहुत अधिक हो सकती है. इष्टतम मूल्य खोजने के लिए थोड़ा प्रयोग करने की आवश्यकता हो सकती है. श्रृंखला संधारित्र C3 का उपयोग डीसी को प्रारंभ करनेवाला से अवरुद्ध करने के लिए किया जाता है अन्यथा यह जमीन को सीधा शॉर्ट प्रदान करेगा और सर्किट की पूर्वाग्रह व्यवस्था को परेशान करेगा. इसका मान आमतौर पर C1 और C2 की तुलना में बड़ा होता है और इसे अनुनाद के दृष्टिकोण से अनदेखा किया जा सकता है.
जब वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला के भीतर वैराक्टर डायोड का उपयोग किया जाता है, तो सर्किट के डिजाइन में यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए कि ट्यून किए गए सर्किट में ड्राइव का स्तर बहुत अधिक न हो. यदि यह मामला है, तो वैक्टर डायोड को आगे की चालन में चलाया जा सकता है, क्यू को कम किया जा सकता है और नकली संकेतों के स्तर को बढ़ाया जा सकता है.
दो मुख्य प्रकार के varactor डायोड हैं जिनका उपयोग VCO के भीतर किया जा सकता है - नाम डायोड के भीतर जंक्शन को संदर्भित करते हैं और यह उनके प्रदर्शन को प्रभावित करता है.
अचानक: जैसा कि नाम से संकेत मिलता है, अचानक डायोड, डायोड के क्षेत्रों के बीच अपेक्षाकृत तेज संक्रमण होता है. जबकि अचानक वैरेक्टर डायोड इतनी उच्च ट्यूनिंग रेंज या रैखिक स्थानांतरण विशेषता प्रदान नहीं करते हैं, वे अपने हाइपर-अचानक चचेरे भाई की तुलना में उच्च क्यू की पेशकश करने में सक्षम हैं. यह एक बेहतर वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला चरण शोर प्रदर्शन में परिणाम देता है. ध्यान देने वाली दूसरी बात यह है कि आवश्यक ट्यूनिंग रेंज प्रदान करने के लिए अचानक वैरेक्टर डायोड को उच्च ट्यूनिंग वोल्टेज की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि कुछ डायोड को वीसीओ के लिए 50 वोल्ट या थोड़ा अधिक तक भिन्न होने के लिए ट्यूनिंग वोल्टेज की आवश्यकता हो सकती है. यह ड्राइव सर्किट के लिए पर्याप्त रूप से उच्च वोल्टेज के साथ वोल्टेज आपूर्ति प्रदान करने में समस्याएं पैदा कर सकता है.
हाइपर-अचानक: हाइपर-अचानक डायोड में अपेक्षाकृत रैखिक वोल्टेज होता है: कैपेसिटेंस वक्र. नतीजतन वे एक बहुत ही रैखिक ट्यूनिंग विशेषता प्रदान करते हैं जो कुछ अनुप्रयोगों में आवश्यक हो सकता है. वे एक विस्तृत श्रृंखला में ट्यून करने में भी सक्षम हैं, और आमतौर पर ट्यूनिंग वोल्टेज में 20 वोल्ट से कम परिवर्तन के साथ एक ऑक्टेव रेंज पर ट्यून कर सकते हैं. हालांकि वे विशेष रूप से उच्च स्तर के क्यू की पेशकश नहीं करते हैं. चूंकि यह ट्यून किए गए सर्किट के समग्र क्यू से घटाएगा, इसका मतलब यह होगा कि चरण शोर प्रदर्शन उतना ही अच्छा है जितना कि एक अचानक वैरेक्टर डायोड का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है.
सर्किट की स्पष्ट सादगी के बावजूद वोल्टेज नियंत्रित थरथरानवाला डिजाइन तुच्छ से बहुत दूर है. अक्सर एक डिज़ाइन को डिवाइस और लेआउट के साथ संयुक्त प्रतिक्रिया स्तरों के सावधानीपूर्वक अनुकूलन की आवश्यकता होगी. वीसीओ के डिजाइन को व्यापक ट्यूनिंग रेंज और कम चरण शोर जैसी अक्सर परस्पर विरोधी आवश्यकताओं की जरूरतों को ध्यान से संतुलित करने की आवश्यकता होगी.
एक बार जब डिजाइन पूरी तरह से अनुकूलित हो गया और डिजाइन पूरा हो गया, तो प्रदर्शन के स्तर जो हासिल किए जा सकते हैं वे उल्लेखनीय रूप से अच्छे हैं.
VCO सर्किट को कई वोल्टेज नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक घटकों जैसे varactor डायोड, ट्रांजिस्टर, Op-amps आदि के माध्यम से डिज़ाइन किया जा सकता है. यहाँ, हम Op-amps का उपयोग करके VCO के काम करने के बारे में चर्चा करने जा रहे हैं. सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है. इस VCO का आउटपुट वेवफॉर्म स्क्वायर वेव होगा. जैसा कि हम जानते हैं कि आउटपुट फ्रीक्वेंसी कंट्रोल वोल्टेज से संबंधित होती है. इस सर्किट में पहला Op-amp एक इंटीग्रेटर के रूप में कार्य करेगा. यहां वोल्टेज डिवाइडर की व्यवस्था लागू है. इस वजह से, इनपुट के रूप में दिए गए नियंत्रण वोल्टेज का आधा Op-amp 1 के सकारात्मक टर्मिनल को दिया जाता है. नकारात्मक टर्मिनल पर वोल्टेज का समान स्तर बनाए रखा जाता है. यह नियंत्रण वोल्टेज के आधे के रूप में रोकनेवाला, R1 में वोल्टेज ड्रॉप को बनाए रखने के लिए है.
जब MOSFET चालू स्थिति में होता है, तो R1 रोकनेवाला से बहने वाली धारा MOSFET से होकर गुजरती है. R2 में आधा प्रतिरोध, समान वोल्टेज ड्रॉप और R1 की तुलना में दोगुना करंट है. तो, अतिरिक्त करंट कनेक्टेड कैपेसिटर को चार्ज करता है. Op-amp 1 को इस करंट की आपूर्ति के लिए धीरे-धीरे बढ़ते आउटपुट वोल्टेज प्रदान करना चाहिए. जब MOSFET बंद स्थिति में होता है, तो R1 रोकनेवाला से बहने वाली धारा संधारित्र से होकर गुजरती है, डिस्चार्ज हो जाती है. इस समय Op-amp 1 से प्राप्त आउटपुट वोल्टेज गिर रहा होगा. नतीजतन, Op-amp 1 के आउटपुट के रूप में एक त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न होती है. Op-amp 2 Schmitt ट्रिगर के रूप में काम करेगा. इस Op-amp का इनपुट त्रिकोणीय तरंग है जो Op-amp 1 का आउटपुट है. यदि इनपुट वोल्टेज थ्रेशोल्ड स्तर से अधिक है, तो Op-amp 2 से आउटपुट VCC होगा. यदि इनपुट वोल्टेज थ्रेशोल्ड स्तर से कम है, तो Op-amp 2 से आउटपुट शून्य होगा. इसलिए, Op-amp 2 का आउटपुट स्क्वायर वेव होगा. VCO का उदाहरण LM566 IC या IC 566 है. यह वास्तव में एक 8 पिन एकीकृत सर्किट है जो डबल आउटपुट-स्क्वायर वेव और त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न कर सकता है. आंतरिक सर्किट नीचे दर्शाया गया है.
जैसा कि उल्लेख किया गया है, कई इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है कि एक सिग्नल की आवृत्ति या चरण दूसरे सिग्नल के आयाम के आधार पर भिन्न या नियंत्रित हो. विशिष्ट अनुप्रयोगों में संचार प्रणाली, रडार में फ़्रीक्वेंसी चिरप्स, पीएलएल में चरण ट्रैकिंग, और फ़्रीक्वेंसी हॉपिंग एप्लिकेशन जैसे रिमोट कीलेस एंट्री (चित्र 1) शामिल हैं. वीसीओ को विशेष रूप से एक आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसकी आवृत्ति आवृत्ति की उचित सीमा पर इनपुट सिग्नल के आयाम के अनुसार भिन्न होती है.
वीसीओ असतत, मॉड्यूलर और अखंड रूपों में आते हैं, लेकिन असतत वीसीओ की चर्चा से यह बुनियादी समझ मिलेगी कि वे कैसे काम करते हैं और कुछ विशिष्टताओं का महत्व क्यों है. मॉड्यूलर और मोनोलिथिक समाधानों का एक सिंहावलोकन अनुसरण करेगा. वीसीओ के लिए एक असतत दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, डिजाइनरों के पास कस्टम विनिर्देशों को संतुष्ट करने के संबंध में बहुत अधिक लचीलापन है. यह दृष्टिकोण विशेष रूप से शौकिया रेडियो में, इसे स्वयं करें (DIY) परियोजनाओं के साथ विशेष रूप से आम है. इस तरह के डिजाइन, उच्च-आवृत्ति रेडियो परियोजनाओं में संचालन के लिए अभिप्रेत हैं, जो क्लासिक ऑसिलेटर टोपोलॉजी पर आधारित हैं, जिसमें हार्टले और कोलपिट्स इंडक्टर-कैपेसिटर (एलसी) ऑसिलेटर (चित्र 2) शामिल हैं.
सभी थरथरानवाला निरंतर दोलन प्राप्त करने के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया के उपयोग पर आधारित हैं. हार्टले और कोलपिट्स ऑसिलेटर बुनियादी डिज़ाइन हैं जो विभिन्न तरीकों से सकारात्मक प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं. सकारात्मक प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक है कि थरथरानवाला के आउटपुट पर सिग्नल को 360 डिग्री के कुल चरण बदलाव के साथ इनपुट पर वापस कर दिया जाए. एम्पलीफायर 180 डिग्री का एकल-चरण उलटा प्रदान करता है, और 360 डिग्री का दूसरा आधा गुंजयमान टैंक सर्किट के एलसी से आता है. टैंक सर्किट दोलन की नाममात्र आवृत्ति निर्धारित करता है. इसमें हार्टले ऑसिलेटर सर्किट में L1, L2, और Ct, और Colpitts ऑसिलेटर में L1, Ct1 और Ct2 शामिल हैं.
सर्किट में दिखाए गए दोहरे या टैप किए गए प्रारंभ करनेवाला (L1 और L2) के माध्यम से चरण उत्क्रमण प्राप्त करने के लिए Hartley थरथरानवाला आगमनात्मक युग्मन का उपयोग करता है. Colpitts थरथरानवाला संबंधित सर्किट में Ct1 और Ct2 से मिलकर एक कैपेसिटिव वोल्टेज डिवाइडर लगाता है. इन मूल डिज़ाइनों से कई डिज़ाइन तैयार किए गए हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना नाम है. व्युत्पन्न डिजाइन लोडिंग के कारण आवृत्ति बदलाव को रोकने के लिए एम्पलीफायर से टैंक सर्किट को अलग करने का प्रयास करते हैं. ऐसे कई डेरिवेटिव हैं जिनसे डिजाइनर अपना पसंदीदा चुन सकते हैं.
टैंक सर्किट की गुंजयमान आवृत्ति को बदलने के लिए वेराक्टर डायोड को नियोजित करके इन डिज़ाइनों में फ़्रिक्वेंसी नियंत्रण जोड़ा जाता है. वेरिएक्टर डायोड, जिसे कभी-कभी वैरिकैप डायोड भी कहा जाता है, एक जंक्शन डायोड है जिसे परिवर्तनीय कैपेसिटेंस प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है. पी-एन जंक्शन रिवर्स बायस्ड है और डायोड कैपेसिटेंस को लागू डीसी बायस को बदलकर बदला जा सकता है. वैक्टर की कैपेसिटेंस लागू डीसी बायस के साथ व्युत्क्रमानुपाती होती है: रिवर्स बायस जितना अधिक होगा, डायोड डिक्लेक्शन क्षेत्र उतना ही व्यापक होगा, और इसलिए कैपेसिटेंस कम होगा. स्काईवर्क्स सॉल्यूशंस SMV1232_079LF हाइपर-अचानक जंक्शन वेरैक्टर डायोड (चित्र 3) के लिए कैपेसिटेंस बनाम रिवर्स वोल्टेज ग्राफ में यह भिन्नता देखी जा सकती है. इस डायोड में शून्य वोल्ट पर 4.15 पिकोफैराड (पीएफ) और 8 वोल्ट पर 0.96 पीएफ की समाई है.
वैक्टर डायोड की कैपेसिटेंस रेंज वीसीओ की ट्यूनिंग रेंज निर्धारित करती है. थरथरानवाला का वोल्टेज नियंत्रण टैंक सर्किट के समानांतर में वैरेक्टर को जोड़कर महसूस किया जाता है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है. यह आंकड़ा 1 गीगाहर्ट्ज़ (गीगाहर्ट्ज़) की केंद्र आवृत्ति और एक ट्यूनिंग के साथ कोलपिट्स ऑसिलेटर वीसीओ के मूल्यांकन बोर्ड संदर्भ डिजाइन को दर्शाता है. लगभग 100 मेगाहर्ट्ज़ (मेगाहर्ट्ज) की सीमा. इसमें वीसीओ को लोड विविधताओं से अलग करने के लिए एक एमिटर फॉलोअर बफर शामिल है. इस डिज़ाइन में गुंजयमान टैंक सर्किट में प्रारंभ करनेवाला L3 और कैपेसिटर C4, C7 और C8 शामिल हैं. वैराक्टर डायोड, VC1, टैंक के समानांतर है. संधारित्र C4 किसी दिए गए वेरिएक्टर चयन के लिए आवृत्ति भिन्नता की सीमा को नियंत्रित करता है, जबकि C7 और C8 दोलन बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं.
वीसीओ को आम तौर पर उत्पादित तरंग के प्रकार के आधार पर दो समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है. रैखिक या हार्मोनिक ऑसिलेटर एक साइनसॉइडल तरंग उत्पन्न करते हैं. इलेक्ट्रॉनिक्स में हार्मोनिक ऑसिलेटर्स में आमतौर पर एक एम्पलीफायर के साथ एक रेज़ोनेटर होता है जो रेज़ोनेटर के नुकसान को बदलता है (एम्पलीट्यूड को क्षय से रोकने के लिए) और रेज़ोनेटर को आउटपुट से अलग करता है (इसलिए लोड रेज़ोनेटर को प्रभावित नहीं करता है). हार्मोनिक ऑसिलेटर्स के कुछ उदाहरण एलसी ऑसिलेटर्स और क्रिस्टल ऑसिलेटर्स हैं. रिलैक्सेशन ऑसिलेटर्स एक आरी या त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न कर सकते हैं. वे आमतौर पर एकीकृत सर्किट (आईसी) में उपयोग किए जाते हैं. वे बाहरी घटकों की न्यूनतम संख्या के साथ परिचालन आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान कर सकते हैं.
एक वोल्टेज नियंत्रित संधारित्र एक एलसी थरथरानवाला बनाने की एक विधि है जो नियंत्रण वोल्टेज के जवाब में इसकी आवृत्ति बदलती है. कोई भी रिवर्स-बायस्ड सेमीकंडक्टर डायोड वोल्टेज-निर्भर कैपेसिटेंस का एक माप प्रदर्शित करता है और डायोड पर लागू नियंत्रण वोल्टेज को बदलकर एक ऑसीलेटर की आवृत्ति को बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. विशेष-उद्देश्य चर-समाई varactor डायोड समाई के अच्छी तरह से विशेषता वाले व्यापक मूल्यों के साथ उपलब्ध हैं. एक LC टैंक की धारिता (और इसलिए आवृत्ति) को बदलने के लिए एक varactor का उपयोग किया जाता है. एक वेरैक्टर क्रिस्टल रेज़ोनेटर पर लोडिंग को भी बदल सकता है और इसकी गुंजयमान आवृत्ति को खींच सकता है. कम-आवृत्ति वाले वीसीओ के लिए, आवृत्ति को बदलने के अन्य तरीकों (जैसे वोल्टेज-नियंत्रित वर्तमान स्रोत के माध्यम से संधारित्र की चार्जिंग दर को बदलना) का उपयोग किया जाता है (फ़ंक्शन जनरेटर देखें). रिंग थरथरानवाला की आवृत्ति को या तो आपूर्ति वोल्टेज, प्रत्येक इन्वर्टर चरण के लिए उपलब्ध वर्तमान, या प्रत्येक चरण पर कैपेसिटिव लोडिंग को अलग करके नियंत्रित किया जाता है.