Mạch dao động điều khiển bằng điện áp (VCO - Voltage Controlled Oscillator) sử dụng điện áp điều khiển dung kháng của diode biến dung (varicap) để tạo ra thành phần mạch điện điều chỉnh. Hoạt động của bộ VCO cơ bản nhƣ sau: khi không có điện áp điều khiển, bộ VCO sẽ dao động với tần số trung tâm tức là tần số dao động nội đƣợc thiết lập nhờ mạch dao động bên trong VCO. Khi có điện áp điều khiển, bộ VCO sẽ tạo ra tín hiệu có tần số tỉ lệ với điện áp điều khiển. Hệ số tỉ lệ là K hay còn gọi là độ lợi của VCO. Để thiết kế bộ VCO, đầu tiên ta phải thiết kế bộ dao động sau đó thêm vào các phần tử điều khiển bằng điện áp nhƣ varicap để thay đổi tần số cộng hƣởng của mạch dao động.
55
Hai loại varicap là diode varicap đột ngột (abrupt variactor diodes) và quá đột ngột (hyper-abrupt variactor diods). Varicap đột ngột hoạt động trên một dải điện áp, và ồn pha thấp hơn loại quá đột ngột. Varicap quá đột ngột phù hợp cho chế tạo VCO dải rộng. Ồn pha của diode biến dung xác định điện trở nối tiếp của nó.
Nguyên lý đơn giản của mạch VCO điều chỉnh nhƣ hình 2.8,. Dung kháng của varicap quy định bởi điện thế V, đƣợc chia quy định bởi V+, Ra và Rb
Hình 3.18. VCO và mạch dao động Clapp dùng diode biến dung.
Sơ đồ một số mạch VCO Colpitts tần số cao:
56
Hình 3.20. VCO Colpitts điều chỉnh nối tiếp.
Tần số hoạt động của mạch quy định bởi: ω2
L = [1/(C2+Cvar)]+(1/C3)+(1/C4) (3.54)
57
CHƢƠNG 4: CHẾ TẠO BỘ DAO ĐỘNG VCO