PODSTAWY ELEKTRONIKI Jacek Zientkiewicz
UKŁADY Z SYNCHRONICZNĄ PĘTLĄ FAZOWĄ SPF / PLL
Układ SPF jest układem automatycznej regulacji, w którym sygnały WE/WY są wyrażane przez wartość częstotliwości.
Schemat blokowy układu SPF
Działanie układu SPF polega na wykrywaniu i korygowaniu niewielkich różnic przesunięcia fazowego i częstotliwości sygnału wejściowego i wyjściowego.
Detektor porównuje sygnał wejściowy o częstotliwości fi z sygnałem wyjściowym o częstotliwości f0. Jest to zwykle układ iloczynowy (analogowy), który wytwarza sygnał o częstotliwości fi + f0 oraz fi- f0.
Charakterystyka detektora fazy Charakterystyka generatora VCO
<f01, f02> - zakres trzymania (lock range, tracking range)
<f0A, f0B> - zakres chwytania (capture range)
Właściwości SPF:
1. Poprawia S/N
2. Poza zakresem trzymania symuluje bezindukcyjny filtr wąskopasmowy
3. Demoduluje sygnał FM – synchroniczny odbiornik radiowy bez filtrów.
Analizę pracy SPF można przeprowadzić z wykorzystaniem poniższego schematu:
DTF – detektor fazy
CCO – generator sterowany prądem (Current Control Oscilator)
F1, F2 – kąty fazowe przebiegu WE/WY
H(s) – transmitancja FDP
Hd(s), Hg/s – transmitancje detektora fazy i generatora sterowanego prądem
Zakładamy, że powyższy model w stanie synchronizacji (czyli w zakresie trzymania) jest liniowy a sygnały WE/WY mają postać:
Prąd na wyjściu detektora fazy jest proporcjonalny do iloczynu sygnałów:
gdzie a1 – stały współczynnik
1. Jeżeli , czyli gdy częstotliwości nie są zsynchronizowane Þ wartość f nie ma wpływu na prąd wyjściowy detektora fazy, co można opisać zależnością:
Ponieważ FDP powoduje odcięcie składowej o większej częstotliwości, to na jego wyjściu otrzymuje się:
gdzie a2 – stały współczynnik
Prąd if steruje generatorem i powoduje odchylenie jego częstotliwości (pulsacji) od wartości początkowej f0av (w0av) o wartość Dw proporcjonalną do amplitudy tego prądu (sygnału na wyjściu FDP).
Jeżeli
to nastąpi zsynchronizowanie i zamknięcie pętli PLL.
2. Jeżeli
to prąd na wyjściu detektora fazy wynosi:
Po odfiltrowaniu przez FDP składowej o większej częstotliwości otrzymuje się:
dla
na wyjściu FDP otrzymuje się sygnał błędu dostrojenia pętli PLL:
zatem sygnał błędu zawiera informację o wartości korekcji oraz o jej kierunku.
Jeżeli sygnał wejściowy jest zmodulowany częstotliwościowo to if(t) reprezentuje nie tylko sygnał błędu lecz jest również zdemodulowanym sygnałem wejściowym.
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
POLITECHNIKA LUBELSKA III - 273
...