A mindennapi életünk során gyakran kommunikálunk másokkal, többféle típusú eszköz használatával kommunikációs rendszerek . Ez a kommunikációs rendszer különböző típusokba sorolható, például rádiós kommunikációs rendszer, telekommunikációs rendszer, Vezeték nélküli kommunikációs rendszer , Optikai kommunikációs rendszer stb. Ahhoz, hogy mindezek a kommunikációs rendszerek hatékonyan működhessenek, néhány vezérlőrendszerre van szükségünk, például fáziszárt hurokra, kooperatív vezérlésre, hálózati vezérlésre és így tovább.

Mi az a fáziszárt hurok (PLL)?

A fáziszárt hurkot vezérlőrendszerként használják a különböző műveletek vezérlésére számos kommunikációs rendszerben, számítógépben és sok másban elektronikus alkalmazások . Olyan kimeneti jel előállítására szolgál, amelynek a bemeneti jel fázisához kapcsolódó fázisa van.

Különböző típusú PLL-ek léteznek, például Analóg vagy Lineáris PLL, Digitális PLL, Szoftver PLL, Neuronal PLL és minden digitális PLL.

Fázis lezárt hurok művelet

A kommunikációs rendszerekben a PLL működése megfontolással magyarázható analóg és digitális rendszerek .

Analóg fáziszárt hurok a kommunikációs rendszerekben

Alapvetően a PLL a szervohurok egyik formája, és az alap PLL három fő elemből áll, nevezetesen fázis-összehasonlító / detektorból, hurokszűrőből és feszültségvezérelt oszcillátor .

Fázis lezárt hurok

A PPL működésének fő koncepciója két jel fázisainak összehasonlítása (általában a bemeneti és a kimeneti jel fázisait hasonlítják össze). Így a bemeneti és kimeneti jel közötti fáziskülönbség felhasználható a hurok frekvenciájának szabályozására. Annak ellenére, hogy a matematikai elemzés nagyon bonyolult, de a PLL működése nagyon egyszerű.

Számos kommunikációs rendszerben a PLL-t különböző célokra használják:

A fázis követésére vagy frekvencia moduláció , Demodulátorként használják.
A két jel frekvenciával történő követése vagy szinkronizálása.
A nagy zajok eltávolítása az apró jelektől.

Az alábbi ábra az alap PLL-t mutatja, amely fázisérzékelőből, feszültségvezérelt oszcillátorból (VCO), hurokszűrőből áll.

A PLL feszültségvezérelt oszcillátora jelet állít elő, és ezt a VCO jelet a fázisdetektor kapja. A fázisérzékelő összehasonlítja ezt a jelet a referenciajellel, és így hibafeszültséget vagy különbségfeszültséget eredményez. A fázisérzékelő ezen hibajelét az aluláteresztő szűrőbe tápláljuk, hogy eltávolítsuk a jel nagyfrekvenciás elemeit, ha vannak ilyenek, és szabályozzuk a hurok számos tulajdonságát. Ezután a hurokszűrő kimenetét tápláljuk a feszültségvezérelt oszcillátor vezérlőtermináljának hangolási feszültségének biztosítására.

Ennek a hangolási feszültségnek a változása érzékelhető a két jel (bemenet és kimenet) és így a köztük lévő frekvencia közötti fáziskülönbség csökkentésére. Kezdetben a PLL nem záródik le, és a hibafeszültség addig húzza a VCO frekvenciát a referencia felé, amíg a hibát nem lehet tovább csökkenteni, majd a hurok reteszelődik.

A két jel (bemenet és kimenet) közötti tényleges hiba nagyon kis szintre csökken erősítő segítségével a feszültségvezérelt oszcillátor és a fázisdetektor között. Ha a PLL zárolva van, akkor stabil állapotú hibafeszültség keletkezik. Ez az állandó állapotú hibafeszültség azt jelzi, hogy a referenciajel és a VCO között nincs fáziskülönbség-változás. Így azt mondhatjuk, hogy a két jel (bemeneti és kimeneti) frekvenciája pontosan megegyezik.

Digitális fázis lezárt hurok a kommunikációs rendszerekben

Az analóg PLL-k általában analóg fázisú detektorból, feszültségvezérelt oszcillátorból és aluláteresztő szűrőből állnak. Hasonlóképpen, a digitális fázisú lezárt hurok egy digitális fázisú detektorból áll, a soros műszak regiszter , stabil- helyi órajel.

Digitális fázis lezárt hurok

A digitális bemeneti mintákat kivonják a vett jelből, és ezeket a mintákat a soros eltolási regiszter fogadja, amelyet egy helyi órajelből táplált óraimpulzusok hajtanak. A fázis-korrektor áramkört, amely helyi órát vesz fel, egy stabil órás jel fázisban történő regenerálásához használják a vett jelhez lassú fázis beállítással, hogy megfeleljen a vett jel fázisának.

Ez a kiigazítás az egyes bitek nagy sebességű mintája alapján végezhető el egy korrekciós logika segítségével. A vett jelmintát, amelyet a vett jel mintavételével kaptak helyi órajel sebességgel, a váltási regiszterbe helyezzük.

A szükséges fázisbeállítás a vett jel mintavételének megfigyelésével detektálható. Azt mondják, hogy a két óra fázisban van, és csak akkor, ha a vett bit közepe a shift regiszter közepén fekszik. A fázisbeállító kompenzálni hivatott, ha a regenerált óra lemarad vagy elvezeti a referenciajelet.

A fáziszárt hurok alkalmazása

A PLL-eket gyakran használják a szinkronizálás és a bit szinkronizálás, a szimbólumszinkronizálás, a koherens demoduláció és a küszöb kiterjesztése céljából az űrkommunikációban.
A frekvenciamodulált jelek demodulálhatók a PLL segítségével.
Az új frekvencia, amely a referenciafrekvencia többszöröse a rádiós kommunikációs adók és szintetizálható a referenciafrekvencia stabilitásának fenntartásával új frekvenciával PLL-ekkel.
Számos kommunikációs rendszerben, számítógépben és sokban számos alkalmazás létezik PLL-ekhez elektronikus áramkörök .
A PLL alábbi alkalmazása leírja a PLL használatát feszültségként frekvenciaváltó .

Feszültség-frekvencia-átalakító (VFC) PLL használatával

A kommunikációs rendszerekben nagy pontossággal kell nagy távolságra jeleket küldeni (itt vegyünk figyelembe az analóg jeleket). Erre a célra feszültség-frekvencia átalakítót használnak, mivel optikai leválasztók, koaxiális vagy sodrott páros vonalak, rádiós kapcsolatok segítségével könnyű frekvenciajelet küldeni anélkül, hogy interferenciát okozna nagy távolságra. optikai szálak .

Kétféle feszültség-frekvencia átalakító létezik multivibrátor típusú VFC és VFC típusú töltésmérleg.

Multivibrátor típusú VFC

Multivibrátor VFC

A VFC típusú multivibrátorban a kondenzátort a bemeneti feszültségből nyert áram felhasználásával töltik és töltik le. Stabil referencia bemenet adható meg a kapcsolási küszöbértékek beállításához, és a kimeneti frekvencia arányos a bemeneti feszültséggel, és egységjel-tér arányú.

Töltési egyenleg típusa VFC

Töltési egyenleg VFC

A VFC töltésmérleg egy integrátorból, egy összehasonlítóból és egy precíziós töltésforrásból áll. Amikor egy bemenetet adunk az integrátornak, az feltöltődik, és ha ennek az integrátornak a kimenete eléri az összehasonlító küszöbértéket, akkor a töltés forrása elindul és rögzített töltés eltávolításra kerül az integrátorból. Az eltávolított töltés arányának meg kell egyeznie a szolgáltatott töltés sebességével oly módon, hogy a töltés forrásának kiváltott frekvenciája és az integrátor bemenete arányos legyen egymással.

Így ez a cikk rövid leírást ad a fáziszárt hurokrendszer a kommunikációs rendszerben. Továbbá, ez a cikk technikailag kibővíthető az Ön javaslatai és kérdései alapján. Ezért bármilyen technikai segítségért forduljon hozzánk az alábbi megjegyzéseinek közzétételével.