לולאה נעולה שלב עבודה עם יישומים

ה חוג נעול מופע הוא אחד הבלוקים הבסיסיים במערכות אלקטרוניות מודרניות. זה משמש בדרך כלל במולטימדיה, תקשורת ויישומים רבים אחרים. ישנם שני סוגים שונים של PLL - לינאריים ולא לינאריים. הלא-לינארי קשה ומסובך לעיצוב בעולם האמיתי, אך תיאוריית הבקרה הליניארית מעוצבת היטב ב- PLL אנלוגי. ה- PLL הוכיח שמודל ליניארי מספיק עבור רוב היישומים האלקטרוניים.

מהי לולאה נעולה שלב?

לולאה נעולה שלב מורכבת מגלאי פאזה ומתנד מבוקר מתח. הפלט של גלאי הפאזה הוא הקלט של המתנד מבוקר המתח (VCO) ופלט ה- VCO מחובר לאחת מכניסות גלאי הפאזה המוצג להלן בתרשים הבלוקים הבסיסי. כששני המכשירים הללו מוזנים זה לזה הלולאה נוצרת.

דיאגרמה בסיסית של לולאות נעולות שלב

דיאגרמת חסום ועקרון העבודה של PLL

הלולאה הנעולה שלב מורכבת מגלאי פאזה, א מתנד מבוקר מתח וביניהם מסנן נמוך לעבור. אות הכניסה 'Vi' עם תדר הקלט 'Fi' מוענק על ידי גלאי פאזה. בעיקרון גלאי הפאזה הוא משווה המשווה את תדר הקלט fi דרך תדר המשוב fo. הפלט של גלאי הפאזה הוא (fi + fo) שהוא מתח DC. מחוץ לגלאי הפאזה, כלומר מתח DC נקלט למסנן המעבר הנמוך (LPF), הוא מסיר את הרעש בתדירות גבוהה ומייצר רמת DC יציבה, כלומר Fi-Fo. ה- Vf הוא גם מאפיין דינמי של ה- PLL.

דיאגרמת חסימת PLL

הפלט של מסנן המעבר הנמוך, כלומר רמת DC מועבר ל- VCO. אות הקלט פרופורציונלי ישירות לתדר הפלט של ה- VCO (fo). תדרי הקלט והפלט מושווים ומותאמים דרך לולאת המשוב עד שתדר הפלט שווה לתדר הקלט. לפיכך, ה- PLL עובד כמו ריצה חופשית, לכידה ונעילת פאזה.

כשאין מתח כניסה מופעל, אומרים שזה שלב של ריצה חופשית. ברגע שתדר הקלט המופעל על ה- VOC משתנה ומייצר תדר פלט לשם השוואה, זה נקרא שלב לכידה. האיור שלהלן מציג את דיאגרמת הגוש של ה- PLL.

גלאי לולאות נעול שלב

גלאי הלולאה הנעול בשלב משווה את תדר הקלט ותדר הפלט של ה- VCO כדי לייצר מתח DC אשר פרופורציונלי ישירות להבחנת הפאזה של שני התדרים. האותות האנלוגיים והדיגיטליים משמשים בלולאה הנעולה שלב. רוב ה- PLL המונוליטי מעגלים משולבים השתמש בגלאי פאזה אנלוגי ורוב גלאי הפאזות הם מהסוג הדיגיטלי. מעגל תערובת מאוזן כפול משמש בדרך כלל בגלאי פאזה אנלוגיים. להלן כמה גלאי פאזה נפוצים:

גלאי שלב בלעדי או

גלאי פאזה בלעדי או מסוג CMOS IC 4070. תדרי הקלט והפלט מוחלים על גלאי הפאזה EX או. כדי להשיג את הפלט גבוה לפחות קלט אחד צריך להיות נמוך ותנאי הפלט האחרים נמוכים שמוצג בטבלת האמת שלהלן. בואו ניקח בחשבון את צורת הגל, את תדרי הכניסה והפלט, כלומר ל- fi ו- fo יש הפרש פאזה של 0 מעלות. ואז מתח המוצא DC של המשווה יהיה פונקציה של הפרש השלב בין שתי התשומות.

הפונקציות של הפרש השלב בין ה- fi ל- fo הן כפי שמוצג בגרף מתח המוצא DC. אם גלאי הפאזה הוא 180 מעלות, אז מתח המוצא הוא מקסימאלי. אם תדרי הקלט והפלט הם גל מרובע, משתמשים בסוג זה של גלאי הפאזה.

גלאי שלב בלעדי או

גלאי שלב טריגר קצה

גלאי פאזה טריגר קצה משמש כאשר תדרי הקלט והפלט הם בצורת גל דופק, שהוא פחות מ- 50% מחזור חובה. הכפכף R-S משמש לגלאי הפאזה, שמוצג באיור שלהלן. אל מ- R-S סלטה , שני השערים של NOR מצמידים זה את זה. הפלט של גלאי הפאזה יכול לשנות את מצבו ההגיוני על ידי הפעלת הכפכף R-S. הקצה החיובי של תדרי הקלט והפלט יכול לשנות את הפלט של גלאי הפאזה.

גלאי שלב טריגר קצה

גלאי שלב מונוליטי

גלאי פאזה מונוליטי הוא מסוג CMOS, כלומר IC 4044. הוא מפוצה מאוד מהרגישות ההרמונית ובעיות מחזור החובה ננטשות מכיוון שהמעגל יכול להגיב רק למעבר של אות הכניסה. ביישומים קריטיים, זהו גלאי הפאזות הקודח ביותר. הווריאציות הבלתי תלויות של המשרעת נקיות משגיאת הפאזה, מתח שגיאת המוצא ומחזור החובה של צורות גל הקלט.

יישומים של לולאה נעולה שלב

• רשתות FM לפיתוח FM
• משתמשים בו ב בקרות מהירות מנוע ומסנני מעקב.
• הוא משמש בפענוחי העברת תדרים לתדרים של מובילי-הדמולציה.
• הוא משמש בזמן לממירים דיגיטליים.
• הוא משמש להפחתת ריצוד, דיכוי מוטה, התאוששות שעון.

כל זה קשור לעקרון העבודה והתפעול של הלולאה הנעולה בשלב. אנו מקווים שהמידע המופיע במאמר מועיל לך לדעת משהו על הפרויקט ולהבין אותו. יתר על כן, אם יש לך שאלות לגבי מאמר זה ואילך פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים אתה יכול להגיב בסעיף שלהלן. הנה שאלה עבורך, מהי הדרך הטובה ביותר לדמות את ה- PLL ליציבות?

נקודות זיכוי:

• דיאגרמת חסימה של PLL מעגל היום
• גלאי שלב בלעדי או sanfoundry
• גלאי שלב טריגר קצה לימוד אלקטרוניקה