PLL چيست و چه کاربرد هايی دارد ؟

PLL چيست و چه کاربرد هايی دارد ؟

PLL يا همان حلقه قفل فاز به طور اساسي به فرکانس سيستم کنترل حلقه محصور کننده گفته مي شود که اين تابعي بر اساس حساسيت اختلاف فاز که بين سيگنال ورودي و سيگنال خروجي نوسان گر کنترل شده است .هدف اساسي PLL قفل کردن يا سنکرون کردن زاويه ي لحظه اي (براي مثال فاز و فرکانس ) يک خروجي VCO به زاويه لحظه اي يک سيگنال ميان گذر بيروني که ممکن است نوعي مدولاسيون CW داشته باشد ؛ ايت .PLL بايد مقايسه فاز را انجام دهد .PLL در مدارهاي مجتمع از چندين ساختار مشخص که داراي يک بلوگ دياگرام مفيد و خيلي جالب هستند ؛ تشکيل شده است . شکل شماره 1 شامل يک آشکار ساز فاز ،تقويت کننده و VCO است که ترکيبي آميخته از تکنولوژي ديجنتال و آنالوگ را در يک بسته نشان مي‌دهد .PLL ها در مدولاتورها ،دي مدو لاتورها ، ترکيب کننده هاي فرکانس حالتي پلکس کننده ها و انواعي از فرايند هاي سيگنالي ديده مي شود . ارزان بودن و در دسترس ها کاربرد هاي وسيعي را باعث مي شود . شکل شماره 2، پيکر بندي اي کلاسيک از PLL را نشان مي دهد . آشکار ساز فاز وسيله اي براي مقايسه کردن دو فرکانس ورودي و توليد کردن خروجي که شامل اختلاف فاز بين آنهاست . اگر سيگنال ورودي با سيگنال نوسان گر داخلي برابر نبا شد ؛ سيگنال خطاي فاز تقويت شده باعث مي شود ؛ فرکانس VCO از جهت سيگنال ورودي منحرف شود . در شرايط مناسب ، سيگنال VCO به طور کامل درسيگنال ورودي قفل مي کند . به اين نکته با يد توجه شود که آشکار ساز فاز خروجي ، سيگنال Dc است . و ورودي کنترل با vco ، مقداري از فرکانس ورودي را با خود داراست . خروجي vco يک سيکنال با فرکانس توليد شده مساوي با ورودي است . بنابراين تشخيص و تميز ورودي از نويز تا حدودي مشکل است . چون خروجي vco مي تواند موجي مثلثي ، سينوسي يا هر آنچه نويز وارد شده از روش توليد شده يک موج سينوسي ر امقايسه کرده و قفل کند . يکي از کاربرد هاي معمولي pLL ها دو شمارنده ها است Pll روشي براي توليد کردن پالس هاس ساعت در چند ين خط نيرو فرکانس براي مبدل هاي A/D است . اساس نوسانگر کنترل شده ي ولتاژ VCO ، در شکل 3 نشان داده شده است . اين نشان مي دهد که اساس نوسان گر کنترل شده ولتاژ که فرکانس اسيلاتور آن با تعيين مي شود مشخص مي گردد . خازن متغيير است . ديود ها بيشتر مواقع که در مدار معکوس قرار بگيرند مانند خازن متغيير عمل مي کنند . اما بايد به مشخصات عملکرد آن در حالت اتصال معکوس توجه شود . در باياس معکوس اين ديود به عنوان يک خازن عمل مي کند و ناحيه تهي آن خاصيت دي الکتريک دارد .

PLL چيست و چه کاربرد هايی دارد ؟
محدوديت هاي شکست ديود تحت تاْثير تغيير مقدار باياس معکوس ، عرض ناحيه تهي را تغيير داده و بنابراين ظرفيت موًثري که توسط ديود به وجود مي آيد ، تغيير خواهد کرد ؛ که اين تغييرات ،تغيير فرکانس رزنانس مدارا سيلاتور را منجر خواهد شد . اما اين چه کمکي به ما مي کند ؟ مهم تر از همه ، VCO ؛ ناپايدار است . هر گونه تغيير جزئي در اختلاف پتانسيل در مدار باعث شيفت فرکانس خواهد شد . و اگر روشي وجود داشت که ما مي توانستيم مصالحه اي بين VCO و پايداري اسيلاتور کريستال برقرار کنيم ما مي توانستيم يک سيستم ايجاد کننده فرکانس ايده ال داشته باشيم . اگر يک آشکار کننده فاز از طريق خروجي يک VCO و اسيلاتور کريستال تغذيه مي شد ؛ چه اتفاق مي افتاد ؟ آشکار کننده فاز چيست ؟ به شکل 4 نگاه کنيد .
يک آشکار کننده فاز شبيه به يک متمايز کننده با آشکار کننده ي نسبي مورد استفاده دردي مدولاسيون فرکانس مي باشد و يا آن مي تواند يک وسيله ديجيتالي شبيه يک کيثت انحصاري «OR » باشد . اگر دو سيگنال به آشکار ساز فاز داده شوند ،که از لحاظ فاز و فرکانس يکسان باشد در اين صورت آشکار ساز هيچ خروجي نخواهد داشت . با وجود اين ، اگر اين سيگنال ها از لحاظ فرکانس و فاز يکسان نبا شد ،اين اختلاف به يک سيگنال خروجي dc تبديل مي شود . اختلاف فاز يا فرکانس در ميان دوسيگنال بزرگتر باشد ؛ولتاژ خروجي بزرگتر خواهد بود . به شکل شماره 4 نگاه کنيد . خروجي هاي vco و اسيلاتور کريستال با يک آشکار ساز فاز ترکيب شده اند و هر گونه اختلافي به يک خروجي ولتاژ dc منتهي خواهد شد . فرض کنيم که اين ولتاژ dc به يک اسيلاتور کنترلي ولتاژي فيربک شده است . به طريق که آن خروجي vco را به فرکانس اسيلاتور کريستال مي راند . سرانجام vco بر روي فرکانس اسيلاتور کريستال قفل خواهد شد . اين پديده به اصطلاح حلقه قفل فاز

PLL چيست و چه کاربرد هايی دارد ؟

خوانده مي شود تنها قسمتي از خروجي vco لازم است که به آشکار ساز فاز فرستاده شود . وباقي مانده آن مي تواند به عنوان خروجي قابل استفاده باشد . فرض کنيد که فرکانس کريستال ما IOMHZ باشد ولي ما بخواهيم که VCO برروي 2OMHZ عمل کند البته آشکار ساز فاز که اختلاف فرکانس را آشکار خواهد کرد وvco راتا iomhz پايين خواهد کشيد . چه مي شد اگر ما مي توانستيم آشکار ساز فاز را مجبور کنيم به اين تفکر که vco واقعا ٌ يک عمل کننده بر روي iomhz باشد . زماني که حقيقتاٌبر روي2omhz عمل مي کند به شکل 5 نگاه کنيد . فرض کنيم به طور مثال درشکل 4 مايک مقسم چهار تايي به جاي دوتايي استفاده مي کرديم . که دراين صورت درحالت قفل Vco هنوز در فرکانس 4omhz به پايداري فرکانس مرجع کريستال مي رسيد . نوسان سازي هايي وجود دارد که در يک رنج وسعيي از فرکانس ها عمل مي کنند . اسيلاتورهاي فرکانس متغيير vfo باعث تغيير فرکانس به وسيله تغيير دادن يکي از مدارهاي تعيين شده فرکانس مي شوند .
موَ لفه هاي Pll
آشکار ساز فاز :اجازه بدهيد نگاهي به اساس آشکار ساز و فاز بياندازيم .در حقيقت دو نوع آشکار ساز فاز داريم . نوع يک و نوع دو نوع يک آشکار ساز فاز ؛ طوري طراحي شده است که

PLL چيست و چه کاربرد هايی دارد ؟

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر