Fazno zaključani sustav petlje u komunikacijskim sustavima s aplikacijama

U našem svakodnevnom životu često komuniciramo s drugima koristeći više vrsta komunikacijski sustavi . Ovaj se komunikacijski sustav može klasificirati u različite vrste, kao što su radiokomunikacijski sustav, telekomunikacijski sustav, Sustav bežične komunikacije , Optički komunikacijski sustav itd. Da bi svi ovi komunikacijski sustavi mogli učinkovito raditi, potrebno nam je nekoliko kontrolnih sustava poput fazno zaključane petlje, kooperativne kontrole, mrežne kontrole i tako dalje.

Što je fazno zaključana petlja (PLL)?

Fazno zaključana petlja koristi se kao kontrolni sustav za upravljanje različitim operacijama u mnogim komunikacijskim sustavima, računalima i mnogim elektroničke prijave . Koristi se za generiranje izlaznog signala koji ima fazu povezanu s fazom ulaznog signala.

Postoje različite vrste PLL-ova kao što su analogni ili linearni PLL, digitalni PLL, softverski PLL, neuronski PLL i svi digitalni PLL.

Faza zaključana petlja

U komunikacijskim sustavima rad PLL-a može se objasniti razmatranjem analogni i digitalni sustavi .

Analogno zaključana petlja u komunikacijskim sustavima

U osnovi je PLL oblik servo petlje, a osnovni PLL sastoji se od tri glavna elementa, a to su fazni usporednik / detektor, filtar petlje i oscilator upravljan naponom .

Petlja zaključana fazom

Glavni koncept rada PPL je usporedba faza dvaju signala (obično se uspoređuju faze ulaznog i izlaznog signala). Dakle, fazna razlika između ulaznog i izlaznog signala može se koristiti za upravljanje frekvencijom petlje. Iako je matematička analiza vrlo složena, ali rad PLL-a vrlo je jednostavan.

U mnogim komunikacijskim sustavima PLL se koristi u različite svrhe:

• Za praćenje faze odn frekvencijska modulacija , koristi se kao Demodulator.
• Za praćenje ili sinkronizaciju dvaju signala s različitim frekvencijama.
• Za uklanjanje velikih zvukova iz sićušnih signala.

Sljedeća slika prikazuje osnovni PLL koji se sastoji od faznog detektora, oscilatora kontroliranog naponom (VCO), filtra petlje.

Oscilator PLL-a kontroliran naponom proizvodi signal i ovaj signal iz VCO-a daje se faznom detektoru. Fazni detektor uspoređuje ovaj signal s referentnim signalom i tako stvara napon pogreške ili napon razlike. Ovaj signal pogreške faznog detektora dovodi se u niskopropusni filtar za uklanjanje visokofrekventnih elemenata signala - ako postoji, i za upravljanje mnogim svojstvima petlje. Zatim se izlaz filtra petlje napaja za napajanje napona za podešavanje upravljačkog terminala oscilatora pod naponom.

Promjena ovog napona za podešavanje osjeti se kako bi se smanjila fazna razlika između dva signala (ulaznog i izlaznog), a time i frekvencije između njih. U početku se PLL ne zaključava i napon pogreške vuče VCO frekvenciju prema referentnoj vrijednosti sve dok se pogreška ne može dalje smanjivati, a zatim se petlja zaključa.

Stvarna pogreška između dva signala (ulaza i izlaza) smanjena je na vrlo male razine pomoću pojačala između oscilatora kontroliranog naponom i faznog detektora. Ako je PLL zaključan, proizvest će se napon pogreške u stanju stabilnog stanja. Ovaj napon pogreške u ustaljenom stanju predstavlja da se ne mijenja razlika u fazi između referentnog signala i VCO. Dakle, možemo reći da je frekvencija dvaju signala (ulaznog i izlaznog signala) potpuno ista.

Digitalno zaključana petlja u komunikacijskim sustavima

Općenito analogni PLL-ovi sastoje se od analogno-faznog detektora, oscilatora kontroliranog naponom i niskopropusnog filtra. Slično tome, zaključana petlja digitalne faze sastoji se od detektora digitalne faze, a registar serijske smjene , stabilno-lokalni signal sata.

Petlja zaključana digitalnom fazom

Digitalni ulazni uzorci izvlače se iz primljenog signala, a ti uzorci se primaju serijskim pomičnim registrom, koji se pokreće impulsima sata koji se napajaju iz lokalnog sata. Sklop faznog korektora koji uzima lokalni sat koristi se za regeneraciju signala stabilnog sata u fazi s primljenim signalom polaganim podešavanjem faze kako bi odgovarao fazi primljenog signala.

Ovo se podešavanje može izvršiti na temelju uzorka velike brzine svakog bita pomoću logike korekcije. Uzorak primljenog signala dobiven uzorkovanjem primljenog signala lokalnom brzinom takta smješta se u registar pomaka.

Potrebno fazno podešavanje može se otkriti promatranjem skupa uzoraka primljenog signala. Kaže se da su dva sata u fazi ako i samo ako središte primljenog bita leži u središtu registra pomaka. Regulator faze namijenjen je kompenzaciji ako regenerirani sat zaostaje ili vodi referentni signal.

Primjena fazno zaključane petlje

• PLL-ovi se često koriste u svrhu sinkronizacije i za sinkronizaciju bitova, sinkronizaciju simbola, koherentnu demodulaciju i proširenje praga u svemirskoj komunikaciji.
• Frekvencijski modulirani signali mogu se demodulirati pomoću PLL-a.
• Nova frekvencija koja je višestruka referentna frekvencija u odašiljači radio veze , a sintetizirani održavanjem stabilnosti referentne frekvencije s novom frekvencijom mogu se postići PLL-ovima.
• Brojni su programi za PLL u mnogim komunikacijskim sustavima, računalima i mnogim elektronički sklopovi .
• Primjena PLL-a u nastavku opisuje upotrebu PLL-a kao napona do pretvarać frekvencije .

Pretvarač napona u frekvenciju (VFC) pomoću PLL-a

U komunikacijskim sustavima potrebno je slati signale (ovdje razmotriti analogni signal) na veliku udaljenost s punom točnošću. U tu svrhu koristi se pretvarač napona u frekvenciju, jer je lako poslati frekvencijski signal bez stvaranja smetnji na velikoj udaljenosti pomoću optičkih izolatora, koaksijalnih vodova ili linija upletenih parova, radio veza, veze optičkih vlakana .

Postoje dvije vrste pretvarača napona u frekvenciju tip multivibratora VFC i vrsta stanja napunjenosti VFC.

Multivibrator tip VFC

Multivibrator VFC

U multivibratoru tipa VFC, kondenzator se puni i prazni pomoću struje dobivene iz ulaznog napona. Stabilni referentni ulaz daje se za postavljanje sklopnih pragova, a izlazna frekvencija proporcionalna je ulaznom naponu i ima omjer oznake prostora i jedinice.

Tip salda za punjenje VFC

Stanje napunjenosti VFC

Ravnoteža naboja VFC sastoji se od integratora, komparatora i preciznog izvora punjenja. Kad god se integratoru da ulaz, on se napuni i ako izlaz ovog integratora dosegne prag usporedbe, tada se izvor naboja aktivira i fiksni naboj se uklanja iz integratora. Stopa uklonjenog naboja mora biti jednaka opskrbljenoj napunjenosti tako da frekvencija okidača izvora naboja i ulaz integratora budu proporcionalni jedni drugima.

Stoga ovaj članak daje kratki opis fazno zaključani sustav petlje u komunikacijskom sustavu. Nadalje, ovaj se članak može tehnički proširiti na temelju vaših prijedloga i upita. Stoga nam se možete obratiti za bilo kakvu tehničku pomoć objavljivanjem svojih komentara u nastavku.