Un oscillatore controllato in tensione (VCO) utilizza una tensione di ingresso per determinare la sua frequenza di oscillazione. Questo può includere l’ingresso di corrente continua (DC) con una tensione fissa per produrre un’oscillazione con una frequenza fissa. Un oscillatore controllato in tensione può anche ricevere una tensione variabile per produrre un’oscillazione con una frequenza modulata. Alcuni oscillatori di questo tipo dispongono di un’uscita impulsiva digitale in grado di produrre impulsi di ampiezza modulata. Un VCO potrebbe essere classificato come oscillatore armonico o oscillatore di rilassamento, a seconda del tipo di forma d’onda che produce.
Gli oscillatori armonici producono forme d’onda con forme sinusoidali. Questo tipo di oscillatore controllato in tensione deve includere un amplificatore per inviare il segnale alla sorgente della tensione di ingresso, che crea una frequenza di risonanza che produce un guadagno positivo attorno all’anello di retroazione e crea la forma d’onda sinusoidale. Un oscillatore armonico potrebbe anche includere un diodo varactor che fornisce parte della capacità per il circuito risonante. La frequenza di oscillazione può quindi essere variata in base alla tensione di ingresso del diodo.
Un oscillatore di rilassamento produce una forma d’onda di forma triangolare. Questo tipo di oscillatore controllato in tensione contiene tre sottotipi, tra cui un oscillatore accoppiato a emettitore, un oscillatore a condensatore con messa a terra e un oscillatore ad anello basato sul ritardo. La quantità di tempo necessaria per caricare il condensatore determina la frequenza di oscillazione per l’oscillatore accoppiato all’emettitore e l’oscillatore con condensatore collegato a terra. La frequenza di oscillazione dell’oscillatore ad accoppiamento ritardato dipende dalla quantità di tempo impiegata dall’oscillatore per raggiungere ciascun aumento di guadagno.
Gli oscillatori controllati dalla tensione armonica hanno una maggiore stabilità di frequenza rispetto ai VCO di rilassamento rispetto alle variazioni di rumore, alimentazione e temperatura. Il controllo della frequenza è anche migliore in un VCO armonico, poiché questo tipo utilizza un circuito separato per controllare la frequenza. Il vantaggio principale di un VCO di rilassamento è la sua capacità di essere sintonizzato su una gamma di frequenze più ampia rispetto al tipo armonico. Un VCO di rilassamento è anche più adatto per l’uso in circuiti integrati.
Un oscillatore controllato in tensione utilizza spesso un condensatore controllato in tensione per controllare la frequenza di uscita. Questo tipo di condensatore contiene un diodo a semiconduttore con una capacità che dipende dalla sua tensione. La frequenza di uscita dell’oscillatore può quindi essere controllata modificando la tensione di ingresso del diodo. Un condensatore controllato in tensione è un metodo conveniente per controllare la frequenza di uscita di un VCO ad alta frequenza perché i condensatori controllati in tensione sono facilmente disponibili in un’ampia gamma di capacità. Un VCO a bassa frequenza utilizza tipicamente una sorgente di corrente elettrica controllata in tensione per variare la frequenza di uscita.