VCF -voltage controlling frequency

VCF הינה שיטה לשליטה על תדר אות באמצעות מתח חיצוני. כדי להבין את השיטה נסביר קודם את עקרון הפעולה של מחולל אותות.

מחולל האותות יכול לשמש כמקור לגל משולש, ריבועי או סינוסואידלי. כמעט כל השיטות המקובלות ליצירת גל משולש מבוססות על טעינת קבל בזרם קבוע. הביטוי של המתח $V_C(t)$ על קבל קבוע, $C$, מתקבל על ידי אינטגרציה בזמן $t$ של זרם הטעינה $I_C(t)$:

עיבוד הנוסחה נכשל (שגיאת לקסינג): V_Cׂ(t)={1 \over C}\int_\!\! I_C(t)dt

כאשר האינטגרציה נעשית מזמן התחלה וסוף הטעינה. כאשר זרם הטעינה הוא קבוע, כלומר, $I_C(t)=I_C$, האינטגרציה נותנת מתח עולה לינארית בזמן:

$V_C(t)=V_C(t){I_C \over C}t$. כאשר $V_C(0)$ הוא המתח ההתחלתי של הקבל.

איור 1 - יצירת אות מחזורי: שן מסור (1) אות משולש (2)

איור 1-1 מציג מעגל ליצירת אות שן מסור, במעגל זה המתג נפתח ונסגר באופן מחזורי. כאשר המתג פתוח המתח על הקבל עולה לינארית וכאשר המתג סגור, הקבל מתפרק דרך הנגד, $R$ כך שהמתח עליו יורד אקספוננציאלית.

גל משולש מתקבל ע"י מעגל טעינה ופריקה של קבל ע"י מקור זרם קבוע (איור 1-2). ראשית מחברים את הקבל למקור זרם בקוטביות חיובית כך שהמתח עליו עולה לינארית בזמן, כאשר המתח מגיע לערך מסוים $V_{max}$, הקבל מתחבר למקור זרם זהה רק בקוטביות שלילית (כיוון זרימה נגדי). בשלב זה המתח עליו קטן לינארית לאפס ומחליף סימן. כאשר המתח מגיע לערך $-V_{max}$, הקוטביות משתנה שוב, וחוזר חלילה, כך שמתקבל מתח משולש סימטרי.

על ידי שינוי קיבול הקבל, ניתן לשלוט בקלות על תדר הגל. הסבר פשוט זה הוא על אות משולש, אולם ע"י "תיקון" של הגל המשולש, באמצעות רכיבים בעלי אפיונים לא – לינאריים, נקבל גל סינוס.

בשיטת VCF מתח חיצוני שולט על תדר האות היוצא, כעת מובן כי במחולל אותות בו ניתן לשלוט על תדר האותות דרך כניסת VCF, המתח החיצוני משנה את תכונות הקיבול ועל ידי זה תדר האות משתנה.