|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Frekans sentezleyici teorisinin temelleri. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Frekans sentezleyiciler Giriş Faz kilitli döngü (PLL) sistemi, bazı şirketler tarafından ayrı bir IC olarak üretilen, yaygın olarak kullanılan bir orijinal düğümdür. PLL, bir faz detektörü, bir amplifikatör ve bir voltaj kontrollü osilatör (VCO) içerir ve analog ve dijital teknolojinin bir kombinasyonudur. Ton kod çözme, AM ve FM demodülasyonu, frekans çoğaltma, frekans sentezi, gürültülü koşullar altında sinyal saatleme (manyetik kayıt gibi) ve sinyal kurtarma için PLL'lerin uygulamalarına kısaca bakacağız. Kısmen ayrı bileşenler üzerinde bir PLL uygulamasının zorluğundan ve kısmen bir PLL'nin yeterince güvenilir çalışamayacağı inancına dayanan geleneksel bir PLL karşıtı önyargı vardır. Bununla birlikte, çok sayıda ucuz ve kullanımı kolay PLL cihazının mevcut gelişimi, yaygın kullanımlarının önündeki ilk engeli hızlı bir şekilde kaldırmanıza olanak tanır. Düzgün bir şekilde tasarlanıp sınırlarına kadar kullanıldığında, bir PLL, bir op-amp veya flip-flop kadar güvenilir bir devre elemanıdır.
Klasik PLL devresi Şekil 1'de gösterilmiştir. Faz dedektörü, iki giriş sinyalinin frekanslarını karşılaştırır ve faz uyumsuzluğunun bir ölçüsü olan bir çıkış sinyali üretir (örneğin, frekansları farklıysa, o zaman periyodik bir fark frekans çıkışı üretilir). Eğer fin ve fgoon frekansları birbirine eşit değilse, o zaman filtreleme ve amplifikasyondan sonra faz hatası sinyali VCO'yu etkileyerek fgoon frekansını fin'e yaklaştıracaktır. Normal modda, VCO, giriş sinyaline göre sabit bir faz kaymasını koruyarak frekans kanadını hızlı bir şekilde "kilitler". Filtrelemeden sonra, faz dedektörünün çıkışı bir DC voltajı olduğundan ve VCO'nun kontrol sinyali giriş frekansının bir ölçüsü olduğundan, PLL'nin FM algılama ve ton çözme için kullanılabileceği açıktır (dijital telefonda) hat iletimi). VCO çıkışı, frekans kanatçıklı bir sinyal üretir; aynı zamanda, parazitten etkilenebilen sinyal kanadının "temizlenmiş" bir kopyasıdır. VCO'nun periyodik çıkış sinyali herhangi bir şekle (üçgen, sinüzoidal, vb.) sahip olabileceğinden, bu, örneğin giriş darbe dizisi ile senkronize edilmiş bir sinüzoidal sinyal oluşturmayı mümkün kılar. Çoğu zaman PLL devreleri, VCO'nun çıkışı ile faz dedektörü arasına bağlanmış bir modulo n sayacı kullanır. Bu sayaç ile faks giriş referans frekansının katı olan bir frekans elde edilir. Bu, şebeke parazitini bastırmak için entegre dönüştürücülerde (iki aşamalı veya şarj dengelemeli) şebeke frekansının katları olan saat darbeleri üretmek için uygundur. Frekans sentezleyicileri de benzer şemalar temelinde inşa edilmiştir. PLL Cihaz Bileşenleri Faz dedektörü. Halihazırda, bazen tip 1 ve tip 2 olarak anılan iki ana tip faz dedektörü vardır. Tip 1 dedektör, analog veya dijital kare dalga sinyallerinde çalışırken, tip 2 dedektör, dijital anahtarlama (kenarlar) üzerinde çalışır. Tip 1 temsilciler IC565 (doğrusal) ve 4044 (TTL), tip 2-4046'dır (CMOS). En basit tip 1 (dijital) faz dedektörü, devresi Şekil 2'de gösterilen XOR kapısıdır. Aynı şekil, dedektörün çıkış voltajının (düşük geçişli filtrelemeden sonra)% 50 görev döngüsüne sahip giriş dikdörtgen sinyalleri için faz farkına bağımlılığını gösterir. Tip 1 (doğrusal) faz dedektörü, "dengeli karıştırıcı" olarak da bilinen "dört kare" çarpanına dayanmasına rağmen benzer faz özelliklerine sahiptir. Bu tipteki faz dedektörleri oldukça doğrusaldır ve senkron algılama için kullanılır.
Tip 2 faz dedektörleri, Şekil 3'te gösterildiği gibi, yalnızca giriş sinyalinin kenarlarının ve VCO'nun çıkışındaki sinyalin göreceli konumuna duyarlıdır. VCO çıkış sinyalinin kenarının referans sinyalinin kenarından önce veya sonra görünmesine bağlı olarak, faz karşılaştırıcının çıkışı sırasıyla öncü veya gecikme darbeleri üretecektir.
Şekilde gösterildiği gibi bu darbelerin süresi, karşılık gelen sinyallerin kenarları arasındaki zaman aralığına eşittir. Kurşun veya gecikme darbelerinin hareketi sırasında, çıkış devresi sırasıyla boşalır veya akım verir ve çıkışta elde edilen ortalama voltaj, Şekil 4'te gösterildiği gibi faz farkına bağlıdır. Bu devrenin çalışması, giriş sinyallerinin görev döngüsünden tamamen bağımsızdır (yukarıda tartışılan tip 1 faz karşılaştırıcı devresinin aksine). Diğer bir avantaj, giriş sinyalleri senkronize olduğunda hiç çıkışın olmamasıdır. Bu, tip 1 faz dedektörlerinde periyodik faz modülasyonuna neden olan çıkışta "dalgalanma" olmadığı anlamına gelir.
İki ana tip faz dedektörünün karşılaştırmalı özellikleri şunlardır: Tablo 1
Bu iki tip faz dedektörü arasında başka bir fark daha vardır. Tip 1 dedektörün çıkışı her zaman kontrol döngüsünde sonraki filtrelemeyi gerektirir (bununla ilgili daha fazla bilgi için aşağıya bakın). Bu nedenle, tip 1 dedektör PLL'de döngü filtresi, tam genlikli mantık sinyallerini yumuşatarak düşük geçişli bir filtre görevi görür. Bu durumda, sonucu periyodik faz salınımları olan artık titreşimler her zaman mevcuttur. PLL'nin frekans çoğaltma veya sentez için kullanıldığı devrelerde bu, çıkış sinyalinin "yanal faz modülasyonu" ile sonuçlanır. Tip 2 dedektör, aksine, yalnızca referans sinyali ile VCO sinyali arasında bir faz uyuşmazlığı olduğunda çıkış darbeleri üretir. Uyuşmazlık yoksa, dedektör çıkışı açık devre gibi davranır ve döngü filtresi kapasitörü, VCO'nun istenen frekansı koruduğu voltajı tutan bir depolama cihazı gibi davranır. Referans sinyalinin frekansı değişirse, faz dedektörü, VCO'yu tekrar senkronize hale getirmek için gereken yeni voltaja kondansatörü şarj edecek (veya boşaltacak) bir dizi kısa darbe üretecektir. Voltaj kontrollü jeneratörler. Faz kilitli döngü sistemlerinin önemli bir bileşeni, frekansı faz dedektörünün çıkışından kontrol edilebilen osilatördür. Bazı PLL IC'ler, 565 hat elemanı ve bir 4046 CMOS elemanı gibi bir VCO içerir. Ayrıca 4024 (yukarıda bahsedilen 4044 TTL faz dedektörüne ek olarak) veya çeşitli 74xx serisi TTL elemanları gibi ayrı VCO IC'leri de vardır ( örneğin, 74S124 ve 74LS324-327). Bir başka ilginç VCO sınıfı, sinüzoidal çıkışlı osilatörlerdir (8038, 2206, vb.). Bozuk giriş sinyalleriyle saf sinüs dalgası üretirler. Tablo 2, farklı VCO'ların bir özetini sağlar. Tablo 2
VCO frekansının mantık devrelerinin sınırlamalarına tabi olmadığını unutmayın. Örneğin, bir varaktörlü (değişken kapasitans diyotu) bir radyo frekansı üreteci kullanabilirsiniz (Şekil 5).
Bunun üzerinde ayrıntılı olarak durmadan, reflektör üzerindeki voltajı değiştirerek ayarlanan, yansıtıcı bir klistron bazlı bir mikrodalga (GHz) jeneratörünün bile kullanılabileceğini not ediyoruz. Doğal olarak, bu tip osilatörlere sahip bir PLL cihazı, bir RF faz dedektörü içermelidir. PLL sistemleri, VCO'nun frekansa karşı voltaj açısından çok doğrusal olmasını gerektirmez. Bununla birlikte, önemli bir doğrusal olmama durumunda, iletim katsayısı frekansla değişecek ve daha büyük bir kararlılık marjının sağlanması gerekecektir. PLL tasarımı Kontrol döngüsünün kapatılması. Faz dedektörünün çıkışında, giriş ve referans sinyalleri arasında bir faz farkının varlığı ile ilişkili bir hata sinyali üretilir. VCO giriş voltajı frekansını kontrol eder. Kapalı bir kontrol döngüsü oluşturmak için, işlemsel yükselteçli devrelerde olduğu gibi, belirli bir kazanıma sahip bir geri besleme devresi ile örtmek yeterli görünebilir. Ancak burada önemli bir fark var. Geleneksel devrelerde, geri besleme tarafından kontrol edilen miktar, hata sinyalini oluşturmak için ölçülen miktarla aynı veya en azından onunla orantılıdır. Örneğin bir amplifikatörde çıkış voltajı ölçülür ve giriş voltajı buna göre ayarlanır. Entegrasyon PLL sisteminde gerçekleşir. Fazı ölçüyoruz ve frekansa göre hareket ediyoruz ve faz, frekansın integralidir. Bu, kontrol döngüsünde 90°'lik bir faz kayması ile sonuçlanır. Döngü geri besleme yoluna dahil edilen entegratör, ek bir 90° faz gecikmesi getirdiğinden, genel döngü kazancının bir olduğu frekanslarda kendi kendini uyarma meydana gelebilir. En basit çözüm, en azından genel döngü kazancının bire yakın olduğu frekanslarda bir faz gecikmesi veren diğer tüm elemanları devreden çıkarmaktır. Sonuçta, op amp'ler neredeyse tüm frekans aralıklarında 90° faz dışıdır ve yine de iyi performans gösterir. Bu, sonucu sözde "birinci dereceden kontur" olan sorunu çözmek için ilk yaklaşımdır. Yukarıdaki PLL blok şemasına benzer, ancak düşük geçiş filtresi yoktur. Bu tür birinci dereceden sistemler birçok durumda kullanılsa da, gerekli "volan" özelliklerine, yani giriş sinyalindeki gürültüyü veya dalgalanmaları yumuşatma özelliklerine sahip değillerdir. Ek olarak, faz dedektörünün çıkışı doğrudan VCO'yu kontrol ettiğinden, VCO çıkış sinyali ile referans sinyali arasında birinci dereceden döngüde sabit bir faz ilişkisi sağlanamaz. Kararsızlığı önlemek için ikinci dereceden döngü, geri besleme döngüsünde ek bir alçak geçiren filtre içerir. Bundan dolayı bir yumuşatma özelliği oluşur, yakalama aralığı daralır ve yakalama süresi artar. Ayrıca, aşağıda gösterileceği gibi, tip 2 faz dedektörlü ikinci dereceden bir döngü, referans sinyali ve VCO'nun çıkışı arasında sıfır faz farkı ile senkronizasyon sağlar. İkinci dereceden döngüler hemen hemen her yerde kullanılır, çünkü çoğu uygulamada PLL sistemi, çıkış sinyalinin fazında küçük dalgalanmaların yanı sıra bazı bellek veya "volan" özellikleri sağlamalıdır. İkinci derece devreler, düşük frekanslarda yüksek kazanç sağlar, bu da artan stabilite sağlar (geri besleme amplifikatörlerine benzer). Şimdi PLL kullanımına bir örnek verelim. Frekans çarpanı. Geliştirme Örneği. PLL sistemleri genellikle frekansı giriş frekansının katı olan sinyaller üretmek için kullanılır. Frekans sentezleyicilerde, çıkış frekansı, bir n tamsayısının stabilize bir düşük frekanslı referans sinyalinin frekansıyla (örneğin, 1 Hz) çarpılmasıyla elde edilir. n sayısı dijital biçimde ayarlanır ve ayarlanabilir sayı üreteci bir bilgisayardan kontrol edilebilir. Daha sıradan durumlarda, bu cihazda halihazırda mevcut olan bazı referans frekanslarla senkronize edilmiş bir saat frekansı oluşturmak için bir PLL cihazının kullanımını bulabilirsiniz. Örneğin, iki aşamalı bir ADC'nin 61,440 kHz'de bir saat sinyaline ihtiyacı olduğunu varsayalım. Bu frekansta saniyede 7,5 ölçüm elde edilir; ilk aşama 4096 saat döngüsü sürecektir (iki aşamalı ADC'lerde bu aşamanın süresinin sabit olduğunu hatırlayın) ve ikinci aşamanın maksimum süresi 4096 döngü olacaktır. PLL devresinin karakteristik bir özelliği, 61,440 kHz frekanslı saat sinyalinin 60 Hz (61,440=60x1024) şebeke frekansına senkronize edilebilmesidir, bu da dönüştürücü girişindeki şebeke parazitini tamamen bastırmanıza olanak tanır. İlk önce, VCO çıkışı ile faz dedektörü arasına bağlanan, n ile bir frekans bölücü - ek bir sayaç içeren standart PLL devresini (Şekil 6) ele alalım.
Diyagram, devrenin her bir fonksiyonel elemanının, kararlılığı hesaplamamıza yardımcı olacak transfer katsayılarını göstermektedir. Özellikle, faz dedektörünün fazı voltaja çevirdiğini ve VCO'nun da voltajı fazın zamana göre türevine, yani frekansa dönüştürdüğünü not ediyoruz. Bu nedenle, fazı bir girdi değişkeni olarak düşünürsek, VCO'nun bir entegratör gibi davrandığı düşünülebilir. Sabit bir hata giriş voltajı, VCO'nun çıkışında lineer olarak artan bir faz hatasına neden olur. Alçak geçiren filtre ve n ile frekans bölücü birden daha az kazanıma sahiptir. Kararlılık ve faz kaymaları Şekil 7, ikinci dereceden PLL'nin kararlılığını değerlendirmemize izin veren Bode diyagramlarını göstermektedir.
VCO, 1/f zaman sabiti ve 90° faz gecikmesi ile bir entegratör olarak çalışır (yani, zaman sabiti 1/jw ile orantılıdır ve kapasitör akım kaynağı tarafından yüklenir). Bir faz marjı (180 ° ile devrenin toplam kazancının 1'e eşit olduğu bir frekansta bir faz kayması arasındaki fark) oluşturmak için, alçak geçiren filtredeki kapasitöre seri olarak bir direnç bağlanır, bazı frekanslarda stabilite bozulmasını önleme (transfer fonksiyonlarının "sıfırını" tanıtma). VCO ve filtre özelliklerini birleştirmek, şekilde gösterilen toplam döngü kazancı için Bode diyagramını verir. Eğim 6 dB/oktav olduğu sürece (birlik kazanç bölgesinde), döngü kararlı olacaktır. Bu, bir gecikmeli düşük geçişli filtre kullanıldığında ve özelliklerinin doğru seçimiyle (ve ayrıca işlemsel yükselteçlerin gecikmeli gecikmeli faz kompanzasyon devrelerinde) elde edilir. Bir sonraki bölümde, bunun nasıl yapıldığını göstereceğiz. Transfer katsayısı hesaplama Şekil 8, 61 Hz'lik bir frekans sentezleyicisi için PLL devresini göstermektedir. Faz dedektörü ve VCO, 440 tipi CMOS IC'ye dayalı bir PLL'nin parçasıdır.
Bu devrede, IC 4046'da her iki seçeneğe sahip olmasına rağmen, cephelerde çalışan bir faz dedektörü versiyonu kullanılır. Devrenin çıkışı, Ucc veya 0 V seviyelerinde darbeli sinyaller sağlayan bir çift darbeli CMOS transistör tarafından oluşturulur. yüksek durumda çıkış direnci. 0 V ve Ucc kontrol voltajı seviyeleri tarafından ayarlanan maksimum ve minimum VCO frekansları, derecelendirme verilerine göre R1 ve R2 dirençleri ve C1 kapasitör seçimi ile belirlenir. 4046 elemanı için teknik verilerden, devrenin önemli bir dezavantajı belirlenebilir: besleme voltajlarının kararlılığına yüksek hassasiyet. Konturun kalan elemanlarının seçimi, PLL için standart prosedürlere göre gerçekleştirilir. VCO aralığı seçildikten sonra geriye kalan tek şey, sistemin çok kritik bir parçası olan alçak geçiren filtreyi tasarlamaktır. Tüm kontrol döngüsünün kazancını hesaplayarak başlayalım. Tablo 3, tek tek bileşenler için hesaplama formüllerini göstermektedir (Şekil 6'ya göre). Tablo 3. PLL kazancının hesaplanması Hesaplamalar, f frekansını ve w veya hertz dairesel frekansını kilohertz ile karıştırmadan dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Şimdiye kadar sadece Kj katsayısını belirlemedik. Döngünün genel kazancı için bir ifade yazarak belirlenebilir, ancak önce VCO'nun bir entegratör olduğunu unutmayın ve şunu yazın:
Dolayısıyla toplam kazanç
Şimdi kazancın birliğe eşit olduğu frekansı seçelim. Buradaki fikir, tek iletim frekansının, döngünün giriş frekansındaki değişiklikleri düzgün bir şekilde izleyebilmesi için yeterince yüksek, ancak aynı zamanda giriş sinyalindeki gürültü ve ani yükselmeleri yumuşatmak için yeterince düşük seçilmesidir. Örneğin, giriş FM sinyallerini demodüle etmek veya bir dizi yüksek hızlı tonların kodunu çözmek için tasarlanmış bir PLL sistemi hızlı olmalıdır (FM sinyalleri için döngü bant genişliği giriş sinyaliyle eşleşmelidir, yani maksimum modülasyon frekansına eşit olmalıdır ve ton kod çözme için, zaman sabiti döngüsü tonun süresinden daha az olmalıdır). Öte yandan, bu sistem kararlı veya yavaş değişen bir giriş frekansının belirli değerlerini izlemek için tasarlandığından, düşük bir tek iletim hızına sahip olmalıdır. Bu, çıkıştaki faz "gürültüsünü" azaltacak ve girişteki gürültü ve aksaklıklara karşı duyarsızlık sağlayacaktır. Filtre kondansatörü voltajı depolayacağından, giriş sinyalinin kısa kesintileri bile zar zor fark edilecektir, bu da VCO'nun gerekli çıkış frekansını üretmeye devam etmesine neden olacaktır. Söylenenleri dikkate alarak, tek bir iletim f frekansını seçiyoruz.2 2 Hz veya 12,6 rad/s'ye eşittir. Bu, referans frekansının oldukça altındadır ve şebeke frekansı sapmalarının bu değeri aşması olası değildir (elektrik enerjisinin büyük mekanik atalete sahip büyük jeneratörler tarafından üretildiğini hatırlayın). Alçak geçiren filtre karakteristiğinin ("sıfır") kırılma noktası, kural olarak, f'den daha düşük bir frekansta seçilir.2 Yeterli faz marjı sağlayan 3-5 kez. Basit bir RC devresinin faz kaymasının, kaymanın 0° olduğu -90 dB ("kutuplar") frekansına göre 0,1 ila 10 frekans aralığında 3 ila 45° arasında değiştiğini hatırlayın. O halde 0,5 Hz veya 3,1 rad/s'ye eşit sıfır frekansı seçelim (Şekil 9). Kırılma noktası f1 zaman sabitini belirler R4C2 : R4C2=1/2pf1. Öncelikle şunu kabul edelim: C2=1 uF ve R4=330 kOhm. Şimdi sadece f frekansındaki iletim katsayısının bire eşit olması koşuluyla R3 direncinin değerini seçmek kalır.2. Bu işlemi yaptıktan sonra R3 \u4,3d XNUMX MΩ olduğunu bulduk.
egzersiz. Seçilen filtre bileşenleriyle f2=2,0 Hz'deki kazancın gerçekten 1,0 olduğunu kontrol edin. Bazen filtre parametrelerinin elde edilen değerleri elverişsizdir ve bunları yeniden hesaplamanız veya birim kazanç frekansını hafifçe kaydırmanız gerekir. Bu değerler bir CMOS PLL için kabul edilebilir (tipik VCO giriş direnci 1012 Ohm) ve bipolar transistörlerdeki bir PLL için (örneğin 4044 tipi), bir işlemsel yükselteç kullanarak direnci eşleştirmeniz gerekebilir. Bu örnekte filtrenin tasarımını basitleştirmek için Tip 2 kenar anahtarlamalı faz dedektörü kullanılmıştır. Bu çözüm, yüksek düzeyde ağ paraziti nedeniyle pratikte en iyi çözüm olmayabilir. Analog giriş devresinin dikkatli seçilmesiyle (örneğin, bir Schmitt tetikleyici kullanılabilir), iyi devre performansı elde edilebilir. Aksi takdirde XOR tip 1 faz dedektör kullanılması tavsiye edilir. Deneme yanılma yöntemi Elektronik devre tasarlama sanatının devre çalışana kadar filtre parametrelerini değiştirmek olduğu insanlar var. Okuyucu onlardan biriyse, bu konuya yaklaşımını değiştirmelidir. Muhtemelen bu tür geliştiriciler nedeniyle PLL sistemleri kötü bir üne sahiptir ve bu yüzden ayrıntılı bir hesaplama yaptık. Bununla birlikte, geliştiricilere deneme yanılma yöntemini kullanarak yardımcı olmaya çalışalım: R3C2, kontürün yumuşatma süresini ve R4 / R3 - sönüm oranını, yani frekans atlama sırasında aşırı yük olmamasını belirler. R4=0,2R3 ile başlamanızı öneririz. Video terminalleri için saat üretimi 60 Hz'lik bir şebeke frekansıyla senkronize edilmiş yüksek frekanslı bir jeneratör, alfanümerik bilgisayar terminal ekipmanında saat sinyalleri üretmek için başarıyla kullanılabilir. Video ekranlarındaki bilgilerin standart çıkış hızı 30 saniyede 1 karedir. Ağ paraziti neredeyse her zaman mevcut olduğundan, küçük olsa bile, görüntü yavaş "yuvarlanma" yaşamaya başlar. Bu, şebeke frekansı ile ekranın dikey kanalı arasında tam bir senkronizasyon yoksa gerçekleşir. Bu sorunu çözmenin iyi bir yolu PLL sistemini kullanmaktır. Bu durumda, yüksek frekanslı bir VCO (yaklaşık 15 MHz'lik bir frekans, 60 Hz'nin katı) kullanılmalı ve bu ana yüksek frekans saat dizisini bölerek elde edilen sinyaller, her karakterin noktalarını sırayla oluşturmak için kullanılmalıdır. , çerçevedeki satır uzunluğu ve satır sayısı. PLL yakalama ve izleme Açıktır ki, giriş sinyali geri besleme sinyallerinin izin verilen aralığının dışına düşmediği sürece PLL senkronizasyonda kalacaktır. İlginç bir soru, sistemin senkronizasyona ilk girişidir. İlk frekans uyuşmazlığı, faz dedektörünün çıkışında periyodik bir fark frekans sinyali üretir. Filtrelemeden sonra dalgalanma azalacaktır ve sabit bir hata sinyali görünecektir. Yakalama süreci. Sorunun cevabı o kadar basit değil. Düşük frekansta hata sinyali zayıflaması olmadığından birinci dereceden kontrol sistemleri her zaman senkronize olacaktır. İkinci derece döngüler, faz dedektörünün tipine ve alçak geçiren filtrenin bant genişliğine bağlı olarak hem senkronize hem de senkronize olmayabilir. Ek olarak, XOR tip 1 faz dedektörü, filtre zaman sabitine bağlı olan sınırlı bir toplama bant genişliğine sahiptir. Bu durum, yalnızca belirli bir frekans aralığında senkronizasyon gerçekleştirmesi gereken bir PLL sistemi oluşturmak gerektiğinde kullanılabilir. Kilitleme süreci şu şekildedir: faz hata sinyali VCO frekansının referans frekansına yakınsamasına neden olduğunda, hata dalga biçimi daha yavaş değişir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu sinyal asimetrik olduğundan, döngünün fgun'un fop'a yaklaştığı kısmında daha yavaş değişiklikler meydana gelir. Sonuç olarak, sıfır olmayan bir ortalama DC voltajı, PLL'yi kilit moduna geçirir. VCO giriş voltajı, Şekil 10'da gösterildiği gibi yakalama işlemi sırasında değişir. Grafikteki son artışa (aşma) dikkat edin; bunun nedeni çok ilginç. VCO frekansı istenen değere ulaşsa bile (VCO girişindeki voltaj seviyesinin gösterdiği gibi), bu, ortak bir modun olmadığı ortaya çıkabileceğinden, sistemin mutlaka kilitlendiği anlamına gelmez. Bu, eğrinin aşılmasına neden olabilir. Her durumda yakalama işleminin farklı şekilde gerçekleşeceği açıktır.
Yakalama ve izleme şeridi Tip 1 XOR faz dedektörü kullanılıyorsa, yakalama bant genişliği alçak geçiren filtrenin zaman sabiti ile sınırlıdır. Bu biraz mantıklıdır, çünkü eğer büyük bir başlangıç frekans farkı varsa, uyumsuzluk sinyali filtre tarafından o kadar zayıflatılır ki yakalama asla gerçekleşemez. Açıkçası, alçak geçiren filtrenin zaman sabitinin arttırılması, döngü kazancının azaltılmasına eşdeğer olan yakalama bandını daraltır. Cepheler boyunca çalışan bir faz dedektöründe böyle bir kısıtlama olmadığı ortaya çıktı. Her iki devre türü için izleme bant genişliği, VCO kontrol voltaj aralığına bağlıdır. PLL sistemlerinin kullanımına ilişkin bazı örnekler PLL'lerin frekans sentezleyicilerinde ve frekans çarpanlarında kullanılmasından daha önce bahsetmiştik. İkincisine gelince, incelenen örnekten görülebileceği gibi, PLL'yi kullanmanın uygunluğu o kadar açıktır ki, PLL'nin kullanımı hakkında hiçbir şüphe olmamalıdır. Basit çarpanlar (yani, dijital sistemler için yüksek frekanslı saatler) referans titreşimiyle bile problem yaşamaz ve birinci dereceden sistemler oldukça iyi kullanılabilir. Çeşitli kullanım alanları açısından ilginç olan bazı PLL uygulamalarına bakalım. FM sinyali algılama Frekans modülasyonu ile bilgi, bilgi sinyalindeki değişimle orantılı olarak taşıyıcı sinyalin frekansı değiştirilerek kodlanır. Modüle edilmiş bilgileri kurtarmak için iki yöntem vardır: faz dedektörleri veya PLL kullanmak. Buradaki "tespit" terimi, bir demodülasyon yöntemini ifade eder. En basit durumda, PLL gelen sinyal ile senkronize edilir. VCO'ya uygulanan ve frekansını kontrol eden voltaj, giriş frekansıyla orantılıdır ve bu nedenle gerekli demodüle edilmiş sinyaldir (Şekil 11). Böyle bir sistemde, filtre bant genişliği, modüle edilmiş sinyalin geçmesine izin verecek kadar geniş seçilmelidir. Başka bir deyişle, PLL'nin yanıt süresi, yeniden oluşturulmuş sinyalin sapma aralığına kıyasla kısa olmalıdır. PLL, bir iletişim kanalı üzerinden iletilen bir sinyalle beslenmemelidir; burada, frekansı dönüştürürken alıcının karıştırıcısında elde edilen "ara frekansı" kullanabilirsiniz. Bu FM algılama yöntemi, ses frekanslarında bozulmayı önlemek için oldukça doğrusal bir VCO gerektirir.
İkinci FM saptama yöntemi, PLL'yi değil, yalnızca faz detektörünü kullanır. İlke, Şekil 12'de gösterilmektedir. Orijinal giriş sinyali ve aynı faz kaydırmalı sinyal, çıkışında belirli bir voltajın göründüğü faz dedektörüne uygulanır.
Faz kaydırma devresi, faz kaymasını frekansla doğrusal olarak değiştirir (genellikle rezonans LC devreleri kullanılarak yapılır). Bu nedenle, demodülatör çıkış sinyali, çıkış frekansına doğrusal olarak bağlıdır. Bu tekniğe "çift dengeli dörtlü FM algılama" denir. Birçok IC'de ara frekans amplifikatörü / dedektör yolunu uygulamak için kullanılır (örneğin, CA3089 tipi). AM sinyali algılama Çıkış sinyali ile genlik-yüksek frekans sinyalinin anlık değeri arasında orantı sağlayan yöntemleri ele alalım. Genellikle bunun için düzleştirme kullanılır (Şekil 13).
Şekil 14, PLL "("homodin saptama yöntemi") kullanan orijinal yöntemi göstermektedir. PLL sistemi, modüle edilmiş taşıyıcının frekansı ile aynı frekansta dikdörtgen darbeler üretir. Giriş sinyalini PLL'nin çıkış sinyali ile çarptıktan sonra, bir bir tür tam dalga doğrultma elde edilir, daha sonra modüle edilmiş bir zarf elde etmek için yalnızca düşük geçişli bir filtre ile taşıyıcı frekansın geri kalanını çıkarmak kalır. Bir XOR faz dedektörü kullanılıyorsa, çıkış sinyali 90 ° dışarıdadır. referans sinyaline göre faz.Bu nedenle, PLL ve çarpan arasına, 90 ° faz kayması ile faz kaydırma devresi eklemelisiniz.
Saat senkronizasyonu ve sinyal kurtarma. Sayısal sinyal iletim sistemlerinde bilgi bir iletişim kanalı üzerinden seri olarak iletilir. Bu bilgi, doğası gereği dijital olabilir veya darbe kod modülasyonunda (PCM) olduğu gibi analog bilginin dijital eşdeğeri olabilir.Dijital bilgilerin bir manyetik bant veya diskten kodunun çözülmesi sırasında benzer bir durum ortaya çıkar.Her iki durumda da girişim veya değişiklikler darbelerin frekansı oluşur (örneğin bant çekme nedeniyle) ve gelen bilginin frekansı ile aynı frekansta bozulmamış bir saat sinyali elde etmek gerekir. Düşük geçişli bir filtre olduğundan, bu uygulamada PLL sistemleri önerilir. örneğin, yalnızca gürültüyü ve yakalamayı ortadan kaldırmaya yardımcı olur, ancak bant hızındaki yavaş değişiklikleri izleyemez. Edebiyat:
Yazarlar: Paul Horowitz, Harvard Üniversitesi, Winfield Hill. Yayın: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine
02.05.2024 Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop
02.05.2024 Böcekler için hava tuzağı
01.05.2024
▪ Intel, ultrabook'lar için yeni SSD özellikleri geliştiriyor ▪ Pennies için mürekkep püskürtmeli baskı ▪ DSP56371 - ses sinyali işlemcisi ▪ 4 m'ye kadar 30K video aktarımı ▪ DVD-R yüksek yoğunluklu disk
▪ site bölümü Frekans sentezleyicileri. Makale seçimi ▪ makale Etten et. Popüler ifade ▪ makale Ayın yüzeyinde kaç kişi olmuştur? ayrıntılı cevap ▪ makale Karbon monoksit zehirlenmesi (karbon monoksit). Sağlık hizmeti ▪ makale Başlangıç arabası. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Makaleyle ilgili yorumlar: Karen [yukarı] sınıf ![[!]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/excl.gif){kind=small}
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri