In ons dagelijks leven gebruiken we om met anderen te communiceren vaak met behulp van meerdere soorten communicatie systemen Dit communicatiesysteem kan worden ingedeeld in verschillende typen, zoals een radiocommunicatiesysteem, telecommunicatiesysteem, Draadloos communicatiesysteem , Optisch communicatiesysteem, enzovoort. Om al deze communicatiesystemen efficiënt te laten werken, hebben we enkele regelsystemen nodig, zoals een fasevergrendelde lus, coöperatieve regeling, netwerkregeling, enzovoort.

Wat is Phase-Locked Loop (PLL)?

Fasevergrendelde lus wordt gebruikt als een besturingssysteem om verschillende bewerkingen in veel communicatiesystemen, computers en veel te regelen elektronische toepassingen Het wordt gebruikt om een uitgangssignaal te genereren met een fase die gerelateerd is aan de fase van het ingangssignaal.

Er zijn verschillende soorten PLL's, zoals Analoge of Lineaire PLL, Digitale PLL, Software PLL, Neuronale PLL en alle digitale PLL.

Fasevergrendelde luswerking

In communicatiesystemen kan de PLL-werking worden verklaard door te overwegen analoge en digitale systemen

Analoge fasevergrendelde lus in communicatiesystemen

In principe is PLL een vorm van servolus en een basis-PLL bestaat uit drie hoofdelementen, namelijk fasevergelijker / detector, lusfilter en spanningsgestuurde oscillator

Fasevergrendelde lus

Het belangrijkste concept achter de PPL-bewerking is de vergelijking van de fasen van twee signalen (in het algemeen worden de fasen van het ingangs- en uitgangssignaal vergeleken). Het faseverschil tussen het ingangs- en uitgangssignaal kan dus worden gebruikt voor het regelen van de lusfrequentie. Hoewel wiskundige analyse erg ingewikkeld is, is de werking van de PLL erg eenvoudig.

In veel communicatiesystemen wordt PLL voor verschillende doeleinden gebruikt:

Voor het volgen van de fase of frequentie modulatie , wordt het gebruikt als demodulator.
Om de twee signalen met verschillende frequenties te volgen of te synchroniseren.
Om grote geluiden uit kleine signalen te verwijderen.

De onderstaande afbeelding toont de basis-PLL die bestaat uit fasedetector, spanningsgestuurde oscillator (VCO), lusfilter.

De spanningsgestuurde oscillator van PLL produceert een signaal en dit signaal van de VCO wordt doorgegeven aan de fasedetector. De fasedetector vergelijkt dit signaal met het referentiesignaal en produceert zo een foutspanning of verschilspanning. Dit foutsignaal van de fasedetector wordt naar het laagdoorlaatfilter gevoerd voor het verwijderen van hoogfrequente elementen van het signaal, indien aanwezig, en voor het besturen van vele eigenschappen van de lus. Vervolgens wordt de uitgang van het lusfilter toegevoerd om de afstemspanning te leveren voor de stuurklem van de spanningsgestuurde oscillator.

De verandering in deze afstemspanning wordt waargenomen om het faseverschil tussen de twee signalen (ingang en uitgang) en dus de frequentie daartussen te verkleinen. Aanvankelijk vergrendelt de PLL niet en de foutspanning sleept de VCO-frequentie naar de referentie totdat de fout niet verder kan worden verminderd en vervolgens wordt de lus vergrendeld.

De feitelijke fout tussen de twee signalen (invoer en uitvoer) wordt tot zeer kleine niveaus teruggebracht met een versterker tussen de spanningsgestuurde oscillator en een fasedetector. Als de PLL is vergrendeld, wordt een stationaire foutspanning geproduceerd. Deze stabiele foutspanning geeft aan dat er geen faseverschilverandering is tussen het referentiesignaal en VCO. We kunnen dus zeggen dat de frequentie van de twee signalen (ingangs- en uitgangssignalen) exact hetzelfde is.

Digitale Phase Locked Loop in communicatiesystemen

Over het algemeen bestaan analoge PLL's uit een analoge fasedetector, spanningsgestuurde oscillator en laagdoorlaatfilter. Evenzo bestaat de digitaal-fasevergrendelde lus uit een digitale fasedetector, a serieel-schuifregister , een stabiel lokaal kloksignaal.

Digitale Phase Locked Loop

De digitale ingangsmonsters worden uit het ontvangen signaal gehaald en deze monsters worden ontvangen door het seriële schuifregister, dat wordt aangestuurd door klokpulsen die worden geleverd door een lokaal kloksignaal. Een fasecorrectorcircuit dat lokale klok gebruikt, wordt gebruikt om een stabiel kloksignaal in fase met het ontvangen signaal te regenereren door langzame fase-aanpassing om overeen te komen met de ontvangen signaalfase.

Deze aanpassing kan worden gedaan op basis van een hogesnelheidsmonster van elke bit met behulp van een correctielogica. Het ontvangen signaalmonster verkregen door het bemonsteren van het ontvangen signaal op lokale kloksnelheid wordt in het schuifregister geplaatst.

De vereiste fase-aanpassing kan worden gedetecteerd door de reeks monsters van het ontvangen signaal te observeren. Van de twee klokken wordt gezegd dat ze in fase zijn als en slechts als het midden van het ontvangen bit in het midden van het schuifregister ligt. Faseaanpasser is bedoeld om te compenseren als de geregenereerde klok het referentiesignaal vertraagt of leidt.

Toepassing van Phase Locked Loop

PLL's worden vaak gebruikt voor synchronisatie en voor bitsynchronisatie, symboolsynchronisatie, coherente demodulatie en drempelextensie in ruimtecommunicatie.
De frequentie gemoduleerde signalen kunnen worden gedemoduleerd met behulp van de PLL.
De nieuwe frequentie die een veelvoud is van de referentiefrequentie in zenders voor radiocommunicatie , en gesynthetiseerd door het handhaven van de stabiliteit van de referentiefrequentie met een nieuwe frequentie kan worden bereikt door PLL's.
Er zijn talloze toepassingen voor PLL's in veel communicatiesystemen, computers en vele elektronische schakelingen
De onderstaande toepassing van PLL beschrijft het gebruik van PLL als spanning naar frequentie omzetter

Voltage to Frequency Converter (VFC) met behulp van een PLL

In communicatiesystemen is het vereist om signalen (denk hier aan een analoog signaal) met volledige nauwkeurigheid over een grote afstand te verzenden. Hiervoor wordt een spanning-naar-frequentie-omvormer gebruikt, omdat het gemakkelijk is om een frequentiesignaal te verzenden zonder interferentie over een lange afstand te veroorzaken met behulp van optische isolatoren, coaxiale of twisted-pair-lijnen, radioverbindingen, optische vezelverbindingen

Er zijn namelijk twee soorten spanning-naar-frequentie-omvormers multivibrator-type VFC en laadbalans type VFC.

Multivibrator Type VFC

Multivibrator VFC

In de multivibrator type VFC wordt de condensator geladen en ontladen met behulp van de stroom die wordt verkregen uit de ingangsspanning. Er wordt een stabiele referentie-ingang gegeven om schakeldrempels in te stellen, en de uitgangsfrequentie is evenredig met de ingangsspanning en heeft een eenheidsmarkering-spatie-verhouding.

Laadbalans type VFC

Laadbalans VFC

De ladingsbalans VFC bestaat uit een integrator, een comparator en een precisie-ladingsbron. Telkens wanneer een input wordt gegeven aan de integrator, wordt deze geladen en als de output van deze integrator de comparator-drempel bereikt, wordt de ladingsbron geactiveerd en wordt de lading gefixeerd wordt verwijderd uit de integrator. De snelheid van de verwijderde lading moet gelijk zijn aan de snelheid van de geleverde lading, zodat de door de ladingsbron geactiveerde frequentie en de invoer naar de integrator evenredig met elkaar zijn.

Daarom geeft dit artikel een korte beschrijving van de fasevergrendelde lussysteem in het communicatiesysteem. Verder kan dit artikel technisch worden uitgebreid op basis van uw suggesties en vragen. Daarom kunt u ons benaderen voor technische assistentie door hieronder uw opmerkingen te plaatsen.