振盪器與計時器

壓控振盪器

/ V-C-O /

壓控振盪器是一種振盪器,你能用一個控制電壓來操控它的輸出頻率:把控制電壓調高,頻率就上升,調低就下降。它是固定振盪器的可調夥伴,一個頻率的電子旋鈕。它是讓鎖相迴路得以可調的那個零件,也是製造音樂合成器那種滑掃、顫動聲音的那個零件。

訣竅是讓振盪器裡某個決定頻率的元件取決於電壓。在 LC 振盪器裡,你把固定電容換成變容二極體,一種電容隨逆向電壓上升而縮小的二極體;改變控制電壓就改變電容,從而重新調諧諧振頻率。在弛張振盪器裡,你讓電容的充電電流與控制電壓成正比,於是較高的電壓使它充得較快、頻率較高,得到漂亮的「電壓對頻率」線性關係。無論哪種方式,輸出都是一個週期波,其頻率是輸入電壓的已知函數。好的 VCO 在其規定範圍內有可預測、理想上接近線性的調諧曲線。

VCO 最重要的角色是鎖相迴路裡那個可控的振盪器,迴路的誤差電壓會操控 VCO 去鎖定到參考上。它們也用來做頻率調變(FM)、掃頻產生器、特雷門琴,以及經典的合成器音色。誠實的提醒:VCO 的調諧很少完美線性,並且隨溫度漂移,這正是為什麼它通常被包進一個鎖相迴路裡,用穩定的晶體參考去修正它;而且因為「調諧它的同一個電壓輸入」也讓該線上的雜訊去搖動頻率,VCO 的控制線必須保持乾淨,以免增加抖動與相位雜訊。

一個 VCO 可能規定 0 V 給 10 MHz、5 V 給 20 MHz,調諧斜率為每伏特 2 MHz。加 2.5 V,它約跑在 15 MHz。在鎖相迴路裡,迴路會自動維持「能讓 VCO 鎖定到參考」的那個控制電壓。

控制電壓操控頻率;由變容二極體或電壓決定的充電電流來做調諧。

裸 VCO 不是精密的頻率源:它的調諧曲線只是大致線性且隨溫度漂移,這就是為什麼它通常在鎖相迴路裡被鎖到晶體上。控制線上的雜訊會直接變成頻率抖動,所以要保持該線乾淨。

又稱
VCOvoltage controlled oscillator電壓控制振盪器