The fázově uzavřená smyčka je jedním ze základních bloků v moderních elektronických systémech. Obvykle se používá v multimédiích, komunikaci a v mnoha dalších aplikacích. Existují dva různé typy PLL - lineární a nelineární. Nelineární je obtížné a složité navrhnout v reálném světě, ale teorie lineárního řízení je dobře modelována v analogových PLL. PLL prokázal, že lineární model je dostatečný pro většinu elektronických aplikací.
Co je to fázově blokovaná smyčka?
Fázová smyčka se skládá z fázového detektoru a napěťově řízeného oscilátoru. Výstupem fázového detektoru je vstup napěťově řízeného oscilátoru (VCO) a výstup VCO je připojen k jednomu ze vstupů fázového detektoru, který je zobrazen níže v základním blokovém schématu. Když jsou tato dvě zařízení navzájem napájena, tvoří se smyčka.
ZÁKLADNÍ SCHÉMA FÁZOVÉ ZABLOKOVANÉ SMYČKY
Blokové schéma a pracovní princip PLL
Fázově uzavřená smyčka se skládá z fázového detektoru, a napěťově řízený oscilátor a mezi nimi je upevněn dolní propust. Vstupní signál „Vi“ se vstupní frekvencí „Fi“ je povolen fázovým detektorem. V zásadě je to fázový detektor komparátor který porovnává vstupní frekvenci fi prostřednictvím zpětnovazební frekvence fo. Výstup fázového detektoru je (fi + fo), což je stejnosměrné napětí. Z fázového detektoru, tj. Stejnosměrného napětí, se vstupuje do nízkofrekvenčního filtru (LPF), odstraňuje vysokofrekvenční šum a vytváří stabilní stejnosměrnou hladinu, tj. Fi-Fo. Vf je také dynamickou charakteristikou PLL.
Blokové schéma PLL
Výstup dolnofrekvenčního filtru, tj. Úroveň stejnosměrného proudu, se předává VCO. Vstupní signál je přímo úměrný výstupní frekvenci VCO (fo). Vstupní a výstupní frekvence se porovnávají a upravují zpětnovazební smyčkou, dokud se výstupní frekvence nebude rovnat vstupní frekvenci. Proto PLL funguje jako volný běh, zachycení a fázový zámek.
Pokud není připojeno žádné vstupní napětí, říká se, že jde o volně běžící fázi. Jakmile se vstupní frekvence aplikovaná na VOC změní a vytvoří výstupní frekvenci pro srovnání, nazývá se to fáze snímání. Níže uvedený obrázek ukazuje blokové schéma PLL.
Detektor smyčky fázového závěsu
Detektor fázově uzavřené smyčky porovnává vstupní frekvenci a výstupní frekvenci VCO a vytváří stejnosměrné napětí, které je přímo úměrné fázovému rozlišení obou frekvencí. Analogové a digitální signály se používají ve smyčce fázového závěsu. Většina monolitického PLL integrované obvody použijte analogový fázový detektor a většina fázových detektorů je z digitálního typu. V analogových fázových detektorech se běžně používá dvojitě vyvážený směšovací obvod. Níže jsou uvedeny některé běžné fázové detektory:
Exkluzivní detektor fází NEBO
Exkluzivní fázový detektor OR je typu CMOS IC 4070. Vstupní a výstupní frekvence jsou aplikovány na fázový detektor EX OR. Chcete-li získat vysoký výstup, měl by být alespoň jeden vstup nízký a ostatní podmínky výstupu jsou nízké, což je uvedeno v následující tabulce pravdivosti. Uvažujme tvar vlny, vstupní a výstupní frekvence, tj. Fi a fo mají fázový rozdíl 0 stupňů. Pak bude stejnosměrné výstupní napětí komparátoru funkcí fázového rozdílu mezi dvěma vstupy.
| být | fo | Vdc |
nízký | nízký | nízký |
nízký | vysoký | vysoký |
vysoký | Nízký | vysoký |
Vysoký | Vysoký | nízký |
Funkce fázového rozdílu mezi fi a fo jsou znázorněny v grafu stejnosměrného výstupního napětí. Pokud je fázový detektor 180 stupňů, pak je výstupní napětí maximální. Pokud jsou vstupní i výstupní frekvence obdélníkové, použije se tento typ fázových detektorů.
Exkluzivní detektor fází NEBO
Fázový detektor spouštění hran
Detektor hranové spouštěcí fáze se používá, když jsou vstupní a výstupní frekvence v pulzním průběhu, který je menší než 50% pracovní cyklus. Klopný obvod R-S se používá pro fázové detektory, což je znázorněno na následujícím obrázku. Do z R-S žabky , dvě brány NOR jsou vzájemně spojeny. Výstup fázového detektoru může změnit svůj logický stav spuštěním klopného obvodu R-S. Kladná hrana vstupních a výstupních frekvencí může změnit výstup fázového detektoru.
Fázový detektor spouštění hran
Monolitický fázový detektor
Monolitický fázový detektor je typu CMOS, tj. IC 4044. Je vysoce kompenzován harmonickou citlivostí a problémy pracovního cyklu jsou opuštěny, protože obvod může reagovat pouze na přechod vstupního signálu. V kritických aplikacích je to nejvíce horečný fázový detektor. Nezávislé variace amplitudy jsou prosté fázové chyby, výstupního chybového napětí a pracovního cyklu vstupních průběhů.
Aplikace fázově uzavřené smyčky
- Demodulační sítě FM pro provoz FM
- Používá se v ovládání otáček motoru a sledovací filtry.
- Používá se při dekódování s frekvenčním posunem pro demodulační nosné frekvence.
- Používá se v čase na digitální převaděče.
- Používá se pro redukci chvění, potlačení zkosení, zotavení hodin.
Jedná se o pracovní a provozní princip fázově uzavřené smyčky a její aplikace. Doufáme, že informace uvedené v článku vám pomohou vědět něco o projektu a porozumět mu. Dále, pokud máte jakékoli dotazy týkající se tohoto článku a dále elektrické a elektronické projekty můžete komentovat v níže uvedené části. Zde je otázka, jaký je nejlepší způsob simulace PLL pro stabilitu?
Fotografické kredity:
- Blokové schéma PLL obvod dnes
- Exkluzivní detektor fází NEBO sanfoundry
- Fázový detektor spouštění hran LEARNABOUT-ELECTRONICS
