Een spanningsgestuurd apparaat werkt door een ingangsspanning te gebruiken om een elektrische parameter, zoals stroom, frequentie of weerstand, te regelen of te controleren. Het basisidee is dat het gedrag of de output van het apparaat rechtstreeks wordt beïnvloed door de grootte van de aangelegde spanning. In een spanningsgestuurde weerstand verandert de weerstand bijvoorbeeld afhankelijk van de ingangsspanning. Op dezelfde manier wordt bij transistors de stroom door het apparaat bestuurd door de ingangsspanning die wordt aangelegd aan specifieke aansluitingen, zoals de poort in veldeffecttransistors (FET’s).
Spanningsregeling werkt door het moduleren van een elektrische eigenschap van een apparaat door het aanleggen van een spanningssignaal. Wanneer een spanning wordt aangelegd op de stuuraansluiting van het apparaat, beïnvloedt deze een interne parameter, zoals kanaalgeleiding in transistors of oscillatiefrequentie in oscillatoren. Deze spanningsafhankelijke verandering maakt nauwkeurige regeling van de uitvoer van het apparaat mogelijk, waardoor functionaliteiten zoals versterking, schakelen en signaalmodulatie mogelijk worden. De stuurspanning dicteert effectief het gedrag van het apparaat, waardoor het op een voorspelbare manier reageert op veranderingen in de aangelegde spanning.
Een spanningsgestuurd apparaat is een apparaat waarbij een ingangsspanning de operationele status of output bepaalt. Voorbeelden zijn onder meer spanningsgestuurde oscillatoren (VCO’s), spanningsgestuurde versterkers (VCA’s) en FET’s. In deze apparaten beïnvloedt de ingangsspanning rechtstreeks een cruciale parameter, zoals de frequentie in VCO’s, de versterking in VCA’s of de stroomsterkte in FET’s. Deze spanningsafhankelijkheid maakt nauwkeurige controle en modulatie van signalen in verschillende elektronische toepassingen mogelijk, van signaalverwerking tot communicatiesystemen.
Het werkingsprincipe van een spanningsgestuurde oscillator (VCO) omvat het genereren van een oscillerend signaal waarvan de frequentie wordt bepaald door de ingangsstuurspanning. Een VCO omvat doorgaans een circuit dat een periodieke golfvorm produceert (zoals een sinusgolf of blokgolf), en de frequentie van deze golfvorm kan worden gevarieerd door de ingangsspanning te wijzigen. Het VCO-circuit past de oscillatiefrequentie aan door parameters zoals capaciteit of inductantie te veranderen in reactie op de stuurspanning, waardoor toepassingen in frequentiemodulatie (FM), fasevergrendelde lussen (PLL’s) en signaalsynthese mogelijk worden.
Spanning is een elektrisch potentiaalverschil tussen twee punten, dat de stroom van elektrische stroom in een circuit aandrijft. Het wordt gemeten in volt (V) en vertegenwoordigt de energie per eenheid lading die beschikbaar is om elektronen door een geleider te bewegen. Spanning werkt door een elektrisch veld te creëren dat kracht uitoefent op geladen deeltjes, waardoor ze bewegen en een elektrische stroom vormen. In de praktijk is het de spanning die elektrische apparaten en circuits aandrijft en de nodige energie levert om werk uit te voeren, zoals het aansteken van een lamp of het aandrijven van een motor.
Een veldeffecttransistor (FET) wordt een spanningsgestuurd apparaat genoemd omdat de stroom tussen de drain- en source-aansluitingen wordt geregeld door de spanning die op de gate-aansluiting wordt aangelegd. In tegenstelling tot bipolaire junctie-transistors (BJT’s), waarbij de basisstroom de collectorstroom regelt, werken FET’s door de poort-bronspanning te gebruiken om de geleidbaarheid van een halfgeleiderkanaal te moduleren. Dankzij dit spanningsregelmechanisme hebben FET’s een hoge ingangsimpedantie en een laag stroomverbruik, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende versterkings- en schakeltoepassingen.
De primaire functie van een spanningsgestuurde oscillator (VCO) is het genereren van een oscillerend signaal waarvan de frequentie instelbaar is op basis van een ingangsstuurspanning. VCO’s worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder frequentiemodulatie, signaalgeneratie en fasevergrendelde lussen. Door de stuurspanning te variëren, kan de uitgangsfrequentie van de VCO nauwkeurig worden afgestemd, waardoor dynamische frequentieregeling mogelijk wordt in communicatiesystemen, synthesizers en andere elektronische apparaten die signalen met variabele frequentie vereisen.
