Phase Locked Loop που λειτουργεί με εφαρμογές

ο βρόχος κλειδωμένης φάσης είναι ένα από τα βασικά μπλοκ στα σύγχρονα ηλεκτρονικά συστήματα. Χρησιμοποιείται γενικά σε πολυμέσα, επικοινωνία και σε πολλές άλλες εφαρμογές. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι PLL - γραμμικοί και μη γραμμικοί. Το μη γραμμικό είναι δύσκολο και περίπλοκο να σχεδιαστεί στον πραγματικό κόσμο, αλλά η θεωρία γραμμικού ελέγχου είναι καλά διαμορφωμένη σε αναλογικά PLL. Το PLL απέδειξε ότι ένα γραμμικό μοντέλο είναι αρκετό για τις περισσότερες από τις ηλεκτρονικές εφαρμογές.

Τι είναι ένας βρόχος κλειδωμένης φάσης;

Ένας βρόχος κλειδώματος φάσης αποτελείται από έναν ανιχνευτή φάσης και έναν ταλαντωτή ελεγχόμενο από τάση. Η έξοδος του ανιχνευτή φάσης είναι η είσοδος του ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης (VCO) και η έξοδος του VCO συνδέεται με μία από τις εισόδους ενός ανιχνευτή φάσης που φαίνεται παρακάτω στο βασικό διάγραμμα μπλοκ. Όταν αυτές οι δύο συσκευές τροφοδοτούνται μεταξύ τους, σχηματίζεται ο βρόχος.

ΒΑΣΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΚΛΕΙΔΩΜΑΤΟΣ ΦΑΣΗΣ

Διάγραμμα μπλοκ και αρχή λειτουργίας του PLL

Ο βρόχος κλειδώματος φάσης αποτελείται από έναν ανιχνευτή φάσης, α ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης και, μεταξύ τους, είναι σταθερό ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης. Το σήμα εισόδου «Vi» με συχνότητα εισόδου «Fi» παραχωρείται από έναν ανιχνευτή φάσης. Βασικά ο ανιχνευτής φάσης είναι ένας συγκριτής που συγκρίνει τη συχνότητα εισόδου fi μέσω της συχνότητας ανατροφοδότησης για. Η έξοδος του ανιχνευτή φάσης είναι (fi + fo) που είναι τάση DC. Ο ανιχνευτής εκτός φάσης, δηλαδή, η τάση DC εισάγεται στο φίλτρο χαμηλής διέλευσης (LPF), απομακρύνει τον θόρυβο υψηλής συχνότητας και παράγει σταθερό επίπεδο DC, δηλαδή Fi-Fo. Το Vf είναι επίσης ένα δυναμικό χαρακτηριστικό του PLL.

Διάγραμμα μπλοκ PLL

Η έξοδος του φίλτρου χαμηλής διέλευσης, δηλαδή, το επίπεδο DC μεταφέρεται στο VCO. Το σήμα εισόδου είναι άμεσα ανάλογο με τη συχνότητα εξόδου του VCO (fo). Οι συχνότητες εισόδου και εξόδου συγκρίνονται και ρυθμίζονται μέσω του βρόχου ανατροφοδότησης έως ότου η συχνότητα εξόδου είναι ίση με τη συχνότητα εισόδου. Ως εκ τούτου, το PLL λειτουργεί όπως δωρεάν εκτέλεση, λήψη και κλείδωμα φάσης.

Όταν δεν εφαρμόζεται τάση εισόδου, τότε θεωρείται στάδιο ελεύθερης λειτουργίας. Μόλις η συχνότητα εισόδου που εφαρμόζεται στο VOC αλλάζει και παράγει μια συχνότητα εξόδου για σύγκριση, καλείται στάδιο σύλληψης. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα μπλοκ του PLL.

Ανιχνευτής βρόχου κλειδώματος φάσης

Ο ανιχνευτής βρόχου κλειδώματος φάσης συγκρίνει τη συχνότητα εισόδου και τη συχνότητα εξόδου του VCO για να παράγει τάση DC που είναι άμεσα ανάλογη με τη διάκριση φάσης των δύο συχνοτήτων. Τα αναλογικά και ψηφιακά σήματα χρησιμοποιούνται στον βρόχο κλειδώματος φάσης. Το μεγαλύτερο μέρος του μονολιθικού PLL ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιήστε έναν αναλογικό ανιχνευτή φάσης και η πλειονότητα των ανιχνευτών φάσης είναι από τον ψηφιακό τύπο. Ένα διπλό ισορροπημένο κύκλωμα μίγματος χρησιμοποιείται συνήθως σε ανιχνευτές αναλογικής φάσης. Μερικοί συνηθισμένοι ανιχνευτές φάσης δίνονται παρακάτω:

Αποκλειστικός ή ανιχνευτής φάσης

Ένας αποκλειστικός ανιχνευτής φάσης OR τύπου CMOS IC 4070. Οι συχνότητες εισόδου και εξόδου εφαρμόζονται στον ανιχνευτή φάσης EX Ή. Για να αποκτήσετε υψηλή απόδοση, τουλάχιστον μία είσοδος πρέπει να είναι χαμηλή και οι άλλες συνθήκες εξόδου είναι χαμηλές, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα αλήθειας. Ας εξετάσουμε την κυματομορφή, τις συχνότητες εισόδου και εξόδου, δηλαδή το fi και το fo έχουν διαφορά φάσης 0 μοίρες. Στη συνέχεια, η τάση εξόδου DC του συγκριτή θα είναι συνάρτηση της διαφοράς φάσης μεταξύ των δύο εισόδων.

Οι λειτουργίες της διαφοράς φάσης μεταξύ του fi και του fo είναι όπως φαίνεται στο γράφημα της τάσης εξόδου DC. Εάν ο ανιχνευτής φάσης είναι 180 μοίρες, τότε η τάση εξόδου είναι η μέγιστη. Εάν και οι δύο συχνότητες εισόδου και εξόδου είναι τετραγωνικά κύματα, χρησιμοποιούνται αυτοί οι τύποι ανιχνευτών φάσης.

Αποκλειστικός ή ανιχνευτής φάσης

Ανιχνευτής φάσης σκανδάλης ακμής

Ένας ανιχνευτής φάσης σκανδάλης ακμής χρησιμοποιείται όταν οι συχνότητες εισόδου και εξόδου είναι σε κυματομορφή παλμού, η οποία είναι μικρότερη από 50% κύκλος λειτουργίας. Το R-S flip flop χρησιμοποιείται για τους ανιχνευτές φάσης, που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Προς από R-S flip flop , οι δύο πύλες NOR είναι διασυνδεδεμένες. Η έξοδος του ανιχνευτή φάσης μπορεί να αλλάξει τη λογική του κατάσταση ενεργοποιώντας το R-S flip flop. Το θετικό άκρο των συχνοτήτων εισόδου και εξόδου μπορεί να αλλάξει την έξοδο του ανιχνευτή φάσης.

Ανιχνευτής φάσης σκανδάλης ακμής

Ανιχνευτής μονολιθικής φάσης

Ένας μονολιθικός ανιχνευτής φάσης είναι τύπου CMOS, δηλαδή IC 4044. Αντισταθμίζεται σε μεγάλο βαθμό από την αρμονική ευαισθησία και τα προβλήματα του κύκλου λειτουργίας εγκαταλείπονται καθώς το κύκλωμα μπορεί να ανταποκριθεί μόνο στη μετάβαση του σήματος εισόδου. Σε κρίσιμες εφαρμογές, είναι ο πιο πυρετός ανιχνευτής φάσης. Οι ανεξάρτητες παραλλαγές του πλάτους είναι απαλλαγμένες από το σφάλμα φάσης, την τάση σφάλματος εξόδου και τον κύκλο λειτουργίας των κυματομορφών εισόδου.

Εφαρμογές Phase-Locked Loop

• Δίκτυα αποδιαμόρφωσης FM για λειτουργίες FM
• Χρησιμοποιείται σε έλεγχοι ταχύτητας κινητήρα και φίλτρα παρακολούθησης.
• Χρησιμοποιείται σε αποκωδικοποιητές αλλαγής συχνότητας για συχνότητες φορέα αποδιαμόρφωσης.
• Χρησιμοποιείται εγκαίρως σε ψηφιακούς μετατροπείς.
• Χρησιμοποιείται για μείωση Jitter, καταστολή στρέψης, ανάκτηση ρολογιού.

Αυτό αφορά την αρχή λειτουργίας και λειτουργίας του βρόχου κλειδώματος φάσης και τις εφαρμογές του. Ελπίζουμε ότι οι πληροφορίες που δίνονται στο άρθρο θα σας βοηθήσουν να μάθετε κάτι για το έργο και να το κατανοήσετε. Επιπλέον, εάν έχετε απορίες σχετικά με αυτό το άρθρο και σχετικά ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα μπορείτε να σχολιάσετε στην παρακάτω ενότητα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος προσομοίωσης του PLL για σταθερότητα;

Φωτογραφικές μονάδες:

• Διάγραμμα μπλοκ του PLL κυκλική ημέρα
• Αποκλειστικός ή ανιχνευτής φάσης sanfoundry
• Ανιχνευτής φάσης σκανδάλης ακμής ΜΑΘΗΣΗ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ