Un oscilator controlat de tensiune (VCO) folosește o tensiune de intrare pentru a-și determina frecvența de oscilație. Aceasta poate include intrarea de curent continuu (DC) cu o tensiune fixă pentru a produce o oscilație cu o frecvență fixă. Un oscilator controlat de tensiune poate primi, de asemenea, o tensiune în schimbare pentru a produce o oscilație cu o frecvență modulată. Unele oscilatoare de acest tip au o ieșire digitală de impuls care poate produce impulsuri cu o lățime modulată. Un VCO poate fi clasificat ca un oscilator armonic sau un oscilator de relaxare, în funcție de tipul de formă de undă pe care o produce.
Oscilatoarele armonice produc forme de undă cu forme sinusoidale. Acest tip de oscilator controlat de tensiune trebuie să includă un amplificator pentru a alimenta semnalul înapoi la sursa tensiunii de intrare, care creează o frecvență de rezonanță care produce un câștig pozitiv în jurul buclei de feedback și creează forma de undă sinusoidală. Un oscilator armonic poate include, de asemenea, o diodă varactor care oferă o parte din capacitatea circuitului rezonant. Frecvența de oscilație poate fi apoi variată în funcție de tensiunea de intrare a diodei.
Un oscilator de relaxare produce o formă de undă cu formă triunghiulară. Acest tip de oscilator controlat de tensiune conține trei subtipuri, inclusiv un oscilator cuplat cu emițător, un oscilator cu condensator împământat și un oscilator inel bazat pe întârziere. Timpul necesar pentru încărcarea condensatorului determină frecvența de oscilație pentru oscilatorul cuplat cu emițător și oscilatorul cu condensator împământat. Frecvența de oscilație a oscilatorului cuplat cu întârziere depinde de timpul necesar oscilatorului pentru a atinge fiecare creștere a câștigului.
Oscilatoarele controlate de tensiune armonică au o stabilitate de frecvență mai mare decât VCO-urile de relaxare în ceea ce privește modificările de zgomot, sursă de alimentare și temperatură. Controlul frecvenței este, de asemenea, mai bun într-un VCO armonic, deoarece acest tip utilizează un circuit separat pentru a controla frecvența. Avantajul principal al unui VCO de relaxare este capacitatea sa de a fi reglat pe un interval de frecvență mai larg decât tipul armonic. Un VCO de relaxare este, de asemenea, mai potrivit pentru utilizare în circuite integrate.
Un oscilator controlat de tensiune utilizează frecvent un condensator controlat de tensiune pentru a controla frecvența de ieșire. Acest tip de condensator conține o diodă semiconductoare cu o capacitate care depinde de tensiunea sa. Frecvența de ieșire a oscilatorului poate fi apoi controlată prin modificarea tensiunii de intrare a diodei. Un condensator controlat de tensiune este o metodă convenabilă de a controla frecvența de ieșire a unui VCO de înaltă frecvență, deoarece condensatoarele controlate de tensiune sunt disponibile într-o gamă largă de capacități. Un VCO de joasă frecvență utilizează de obicei o sursă de curent electric controlată de tensiune pentru a varia frecvența de ieșire.