Bonjour,
Dernière partie de notre PLL préféré... le VCO.
Partie gauche du schéma :
Ce circuit est un véritable petit bijou dans sa conception.
A noter que la partie discriminateur et VCO (oscillateur commandé en tension) sont deux choses complètement indépendantes.
Si un jour vous n'avez besoin que d'un VCO, n'hésitez surtout pas, prenez le 4046.
Pas cher et très pratique d'emploi.
Et c'est ce que nous allons constater...
Principales caractéristiques (pour plus de détails, se référer au data-sheet) :
Alimentation : de 3v à 15v
Fréquence max : de 500khz à supérieure à 2,5Mhz (suivant les modèles).
Attention quand même, arrivé dans les hautes fréquences, les fronts des créneaux ne sont pas trop verticauxRapport cyclique : 50/50
Impédance d'entrée : supérieure à 5MΩ
Diode zener disponible : pour usage externe en pin 15. Tension 7v environ
Composants externes nécessaires : un condensateur, une résistance et une autre optionnelle
En appliquant une tension à l'entrée VCOin (pin 9) nous recueillons des créneaux en VCOout (pin 4) d'une fréquence proportionnelle à cette tension.
Voyons d'abord la tension :
La plage d'entrée du VCO s'étend de 0,9v à Vcc-0.9v
(attention, suivant les modèles, cette tension peut varier - se référer au data-sheet).
En dessous et au dessus de ces tensions les fréquences ne sont pas garanties (saturation).
Ce qui nous donne pratiquement une plage de tension d'entrée, si alimenté en 12v, de : 10,2v.
Dans la pratique, nous utiliserons 10v.
Puis la fréquence :
C'est là que des réglages préalables s'imposent.
| Erratum :
Sur le schéma ci-contre il manque la connexion à la masse de l'entrée INH (pin 5) qui est l'entrée inhibit du VCO.
Sans cette masse, le VCO est hors fonction.
Et je n'ai pas refait le schéma... |
Pour le réglage de ces fréquences nous avons besoin de deux ou trois composants suivant les cas.
Composants que nous nommons : C1, R1 et R2.
Nous avons deux fréquences à définir : Fmin et Fmax.
Une troisième, F0, est implicite car elle est toujours égale à (Fmax-Fmin)/2, c'est la fréquence centrale.
F0 sert de repère pour référencer la fréquence de travail dans presque toutes les applications.
Mais, pour nos applications sur le Forum, nous n'aurons normalement pas besoin de nous y référer.
Ce qui veut dire, qu'une fois les valeurs des composants définis, la fréquence du VCO sera de Fmin si 0,9v est appliqué à son entrée, et de Fmax si une tension de Vcc-0,9v est à son entrée.
Autre chose, il est aussi possible de définir un offset pour Fmin.
C'est-à-dire que si nous choisissons de travailler sans offset (R2 est dans ce cas absente), Fmin commencera au minimum (quelques hertz) :
Dans ce cas, nous réglons la plage de fréquence par R1 et C1 uniquement (R2 n'est pas connectée).
Si nous choisissons un offset, Fmin ne commencera que plus haut en fréquence.
Cette plage d'offset est alors réglée par R2 et C1 :
Et toujours, nous réglerons la plage de fréquence Fmin-Fmax par R1 et C1.
Voyons maintenant comment déterminer ces valeurs.
Le filtre en sortie peut être connecté soit à PC1, soit à PC2out.
Comme nous utiliserons PC2out, c'est sur lui que porte l'explication.
Les abaques utilisées sont ci-dessous.
Je les ai mises en spoiler pour gain de place.
Il suffit de cliquer sur les titres pour les afficher.
- Abaque n° 1 :
- Abaque n° 2 :
- Abaque n° 3 :
VCO sans offset (sans R2) :a) Déterminez votre Fmax.
b) Calculez F0 par : F0 = Fmax / 2
c) Utilisez l'abaque n°1 pour déterminer R1 et C1 avec F0.
VCO avec offset :a) Déterminez Fmin et Fmax.
b) Utilisez l'abaque n°2 pour déterminer R2 et C1 avec Fmin.
c) Calculez le ratio (Fmax/Fmin).
d) Utilisez ce ratio (Fmax/Fmin) avec l'abaque n°3 pour déterminer le ratio (R2/R1), ce qui vous donnera R1.
Plages des valeurs pour R1, R2 et C1 la plupart du temps conseillées par les constructeurs :
| Min | Max |
R1 | 3kΩ | 300kΩ |
R2 | 3kΩ | 300kΩ |
C1 | 40pF | illimité |
Et très souvent, R1 et R2 sont des potentiomètres multi tours afin de pouvoir affiner le plus exactement les fréquences.
Toujours est-il que maintenant, le VCO du 4046 n'a plus de secret pour nous
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