Фазова заключена контур Работа с приложения

The фазово заключен контур е един от основните блокове в съвременните електронни системи. Обикновено се използва в мултимедия, комуникация и в много други приложения. Има два различни типа PLL - линейни и нелинейни. Нелинейното е трудно и сложно за проектиране в реалния свят, но теорията на линейното управление е добре моделирана в аналоговите PLL. PLL доказа, че линейният модел е достатъчен за повечето електронни приложения.

Какво представлява фазовата верига?

Фазово заключен контур се състои от фазов детектор и осцилатор с контролирано напрежение. Изходът на фазовия детектор е входът на управлявания от напрежение генератор (VCO) и изходът на VCO е свързан към един от входовете на фазовия детектор, който е показан по-долу в основната блок-схема. Когато тези две устройства се подават едно към друго, цикълът се формира.

ОСНОВНА ДИАГРАМА НА ФАЗА ЗАКЛЮЧЕНА ЛИП

Блокова диаграма и принцип на работа на PLL

Фазово заключеният контур се състои от фазов детектор, a осцилатор с контролирано напрежение и между тях е фиксиран нискочестотен филтър. Входният сигнал ‘Vi’ с входна честота ‘Fi’ се предава от фазов детектор. По принцип фазовият детектор е компаратор който сравнява входната честота fi чрез честотата на обратната връзка fo. Изходът на фазовия детектор е (fi + fo), което е постояннотоково напрежение. Изходът от фазовия детектор, т.е. постояннотоковото напрежение се подава към нискочестотния филтър (LPF), той премахва високочестотния шум и произвежда стабилно ниво на постоянен ток, т.е. Fi-Fo. Vf също е динамична характеристика на PLL.

Блокова диаграма PLL

Изходът на нискочестотния филтър, т.е. нивото на DC се предава на VCO. Входният сигнал е право пропорционален на изходната честота на VCO (fo). Входната и изходната честота се сравняват и регулират през обратната верига, докато изходната честота е равна на входната честота. Следователно PLL работи като свободно бягане, улавяне и заключване на фаза.

Когато няма приложено входно напрежение, тогава се казва, че е свободен ход. Веднага след като входната честота, приложена към VOC, се промени и произведе изходна честота за сравнение, тя се нарича етап на улавяне. Фигурата по-долу показва блок-схемата на PLL.

Фазово заключен детектор на контура

Фазово заключеният детектор на цикъла сравнява входната честота и изходната честота на VCO, за да произведе постояннотоково напрежение, което е право пропорционално на фазовото разграничение на двете честоти. Аналоговите и цифровите сигнали се използват във фазово заключен контур. Повечето от монолитните PLL интегрални схеми използвайте аналогов фазов детектор и по-голямата част от фазовите детектори са от цифров тип. В аналоговите фазови детектори често се използва двойно балансирана смесена схема. Някои често срещани фазови детектори са дадени по-долу:

Изключителен ИЛИ фазов детектор

Изключителен ИЛИ фазов детектор е CMOS IC 4070 тип. Входните и изходните честоти се прилагат към фазовия детектор EX ИЛИ. За да се получи висока мощност, поне един вход трябва да бъде нисък, а останалите условия на продукция са ниски, което е показано в таблицата по-долу на истината. Нека разгледаме формата на вълната, входните и изходните честоти, т.е. fi и fo имат фазова разлика от 0 градуса. Тогава DC изходното напрежение на компаратора ще бъде функция от фазовата разлика между двата входа.

Функциите на фазовата разлика между fi и fo са както е показано на графиката на изходното напрежение на постоянен ток. Ако фазовият детектор е 180 градуса, тогава изходното напрежение е максимално. Ако и входната, и изходната честота са квадратни вълни, се използват този тип фазови детектори.

Изключителен ИЛИ фазов детектор

Фазов детектор за задействане на ръба

Фазов детектор за задействане на край се използва, когато входните и изходните честоти са в импулсна форма на вълната, което е по-малко от 50% работен цикъл. Джапанката R-S се използва за фазовите детектори, което е показано на фигурата по-долу. До от R-S джапанка , двата NOR порта са кръстосано свързани. Изходът на фазовия детектор може да промени логическото си състояние чрез задействане на R-S тригер. Положителният ръб на входните и изходните честоти може да промени изхода на фазовия детектор.

Фазов детектор за задействане на ръба

Монолитен фазов детектор

Монолитен фазов детектор е тип CMOS, т.е. IC 4044. Той е силно компенсиран от хармоничната чувствителност и проблемите на работния цикъл са изоставени, тъй като веригата може да реагира само на прехода на входния сигнал. В критични приложения това е най-трескавият фазов детектор. Независимите вариации на амплитудата са свободни от фазовата грешка, напрежението на изходната грешка и работния цикъл на входните форми на вълната.

Приложения на фазово заключен цикъл

• FM демодулационни мрежи за FM операции
• Използва се в контрол на скоростта на двигателя и проследяващи филтри.
• Използва се в декодиращи честотни декодове за демодулация на носещи честоти.
• Използва се навреме за цифрови преобразуватели.
• Използва се за намаляване на трептенето, потискане на изкривяванията, възстановяване на часовника.

Тук става въпрос за принципа на работа и функциониране на фазово заключения контур и неговите приложения. Надяваме се, че информацията, дадена в статията, е полезна за вас, за да знаете нещо за проекта и да го разберете. Освен това, ако имате въпроси относно тази статия и след това електрически и електронни проекти можете да коментирате в долния раздел. Ето въпрос към вас, какъв е най-добрият начин да симулирате PLL за стабилност?

Кредити за снимки:

• Блокова диаграма на PLL схема днес
• Изключителен ИЛИ фазов детектор sanfoundry
• Фазов детектор за задействане на ръба УЧЕНЕ-ЕЛЕКТРОНИКА