Chip 4046 (K564GG1) ierīcēm ar rezonanses aizturi - darbības princips

Izveidojot jaudas elektronisko ierīci ar rezonanses aizturi LC ķēdē, rezonanses kontroliera ķēde ir paredzēta, lai sinhronizētu saņemtās svārstības ar vadības impulsiem, kas nāk no vadītāja.

Šī kontroliera uzdevums ir saglabāt rezonanses svārstības LC ķēdē, savlaicīgi to aizraujot ar savām svārstībām. Lai to panāktu, kontrolierim jāsaņem signāls no cilpas no ķēdes, kas satur datus par pašreizējo frekvenci un tajā esošo brīvo svārstību fāzi, pēc kura, paļaujoties uz šiem datiem, saglabā vadītāja posmu sinhronizācijā ar šo frekvenci un fāzi, pēc tam rezonansi. ķēdē tiks automātiski saglabāts.

Lai izveidotu šādu kontrolieri, ir piemērota CD4046 mikroshēma vai tās vietējais līdzinieks K564GG1. Apskatīsim šīs mikroshēmas ierīci, tās secinājumu mērķi un piestiprināto komponentu savienojuma shēmu, lai vajadzības gadījumā saprastu, ar ko jūs nodarbojaties.

Šī mikroshēma ļauj viegli organizēt PLL shēmu - fāzes bloķētu cilpu. Lai izveidotu PLL, tiek izmantoti trīs nepieciešamie bloki, kas atrodas mikroshēmas iekšpusē: VCO - ar spriegumu kontrolēts oscilators, FC - fāzes salīdzinātājs un LPF - zemas caurlaides filtrs.

Iebūvēts mikroshēmā, VCO ģenerē taisnstūrveida impulsu secību ar 50% pārklājumu, tas ir, tīru meandrētu, kura sākotnējā frekvence ir atkarīga no divu RC ķēžu parametriem: R1C1 un R2C2, kas tam pievienoti ārpus mikroshēmas, un amplitūda šajā gadījumā ir tuvu mikroshēmas barošanas spriegumam. U +.

PLL darbības princips

Ārējais ieejas signāls fin tiek piegādāts mikroshēmai faktiski vienā no fāzu salīdzināšanas ieejām FC (FC1 vai FC2 - izvēlas izstrādātājs), kas atrodas tajā. VCO radītais līkums vienlaikus tiek padots uz otro FC ieeju. Tā rezultātā pie FC izejas tiek iegūts taisnstūrveida signāls, kura impulsa ilgums ir atkarīgs no atšķirības starp impulsiem no VCO un ārējiem impulsiem katrā laika brīdī.

Faktiski izejas impulsu ilgums ar FC ir proporcionāls divu salīdzināto signālu fāžu starpībai. Fakts ir tāds, ka ekskluzīvais VAI loģiskais elements bieži tiek izmantots kā FC, tas nozīmē, ka FC izejā augsts sprieguma līmenis būs tikai tad, ja signāliem būs atšķirība, un, ja nebūs atšķirības, tad izeja no FC būs zema sprieguma līmenis vai neaktīvs stāvoklis.

No FC izejas signāls tiek padots zemfrekvences filtram, kas ir vienkārša RC ķēde, uz kura kondensatora tiek iegūts pulsējošs neatbilstības spriegums, pulsācijas līmenis ir proporcionāls divu signālu starpībai (no iekšējā VCO un tiek piegādāts mikroshēmai no ārpuses), faktiski - fāzes starpība .

Neatbilstības spriegums, kas iegūts pie LPF kondensatora, tiek nekavējoties padots atpakaļ uz VCO ieeju, un atkarībā no tā vidējās vērtības VCO frekvence tiek automātiski noregulēta tā, lai meandera frekvence pie tā izejas fout tuvojas ārējā signāla frekvencei, kas nāk no mikroshēmas ārpuses. Sasniedzot šādu situāciju, vidējais spriegums zemfrekvences filtra kondensatorā būs mazākais - tas liecina par divu signālu maksimālu konverģenci frekvencē un fāzē. Kad signāls tiek notverts, to turpina turēt PLL cilpa.

RKO reorganizācijas robežas

Kā jūs jau sapratāt, VCO frekvence spēj noskaņoties noteiktā automātiskās noskaņošanās diapazonā. Šo diapazonu nosaka mikroshēmas ārējie komponenti. Un PLL sistēmas reakcijas ātrumu nosaka LFF laika konstante (vērtības C2 un R3).Šī iemesla dēļ jums stingri jāpieiet pie mikroshēmas uzstādīto sastāvdaļu izvēles.

Mikroshēmas barošanas spriegums, kondensators C1, kā arī rezistori R1 un R2 nosaka VCO frekvences pašregulēšanas diapazonu mikroshēmas iekšpusē. Rezistors R2 novirza minimālo VCO frekvenci fmin virs nulles. Un attiecība starp rezistoru R1 un R2 vērtībām nosaka attiecību starp maksimālo un minimālo frekvenci - fmax / fmin, noskaņojamu izejas signālu no VCO.

Chip ieejas un izejas

4. secinājums - VCO signāla izvade, darba režīmā - līkums. Šo izeju var izmantot, lai piegādātu signālu citiem projektētās ierīces blokiem.

5. piespraude ir atbildīga par VCO ieslēgšanu un izslēgšanu. Kad šai izejai tiek pielietots augsta līmeņa spriegums, mikroshēma izslēgsies. Ja tiek piemērots zemsprieguma līmenis (savienojot 5. tapu ar kopējo vadu) - mikroshēma darbosies normālā režīmā.

Secinājumi 6 un 7. Viņiem ir pievienots kondensators C1 - tas ir VCO frekvences iestatīšanas kondensators.

8. secinājums - mikroshēmas kopējais strāvas vads.

Rezistors R1 atrodas starp 11. spaili un kopējo vadu. Rezistors R2 - starp spaili 12 un kopējo vadu. Tie ir frekvences iestatīšanas rezistori. Zemas caurlaides filtra rezistors R3 - līdz 9. un 2. vai 13. tapai (atšķirība starp tiem tiks apskatīta vēlāk), zemas caurlaides filtra kondensators C2 atrodas starp 9. tapu un kopējo vadu.

10. tapa ir atkārtotāja pastiprinātāja izeja. Spriegums, kas tam atrodas mikroshēmas darbības laikā, ir neatbilstības spriegums, kas tiek piegādāts zemfrekvences filtram. 10. secinājums ir izstrādāts tā, lai neatbilstības spriegumu vajadzības gadījumā varētu viegli izolēt, neveicot LPF kondensatora manevru. Lai izdarītu šo secinājumu, ir atļauts savienot rezistoru ar pretestību vairāk nekā 10 kOhm.

15. secinājums - uz tā ir iebūvētās Zener diodes katods ar stabilizācijas spriegumu 5,6 volti (šīs Zener diodes stabilizācijas spriegums var būt atšķirīgs, atkarībā no mikroshēmas ražotāja). Šo Zener diodi pēc izvēles var izmantot mikroshēmas strāvas ķēdē.

16. secinājums - plus mikroshēmas jauda.

Fāzu salīdzināšanas ierīču FC1 un FC2 ieejas un izejas

Vindrings no VCO izejas tiek ņemts no 4. spailes un padots uz 3. spaili, caur pastiprinātāja veidotāju savienots ar fāzu salīdzināšanas ierīču FC1 un FC2 ieejām. Ja vēlaties, signālu no VCO var pēc izvēles nodot caur frekvences dalītāju.

14. ieeja ir signāla ieeja, un tam tiek padots ieejas signāls, ar kuru ir nepieciešams sinhronizēt izejas signālu pie VCO izejas. Atkarībā no ieejas signāla rakstura izstrādātājs var izvēlēties, kuru fāzu salīdzinātāju izmantot: FC1 vai FC2, un savienot LPF rezistoru ar izvēlēto salīdzināšanas ierīci (2. vai 13. tapai). Fāžu salīdzinātājam FC2 ir indikatora tapa 1, kad signāli ir maksimāli sinhronizēti, uz tā parādās augsta līmeņa spriegums.

FC1 īpatnība ir tāda, ka tas ir vienkāršs ekskluzīvs VAI loģikas elements, un tā darbības kvalitāte ir atkarīga no zemas caurlaides filtra parametriem tā izvadē. Darbs sākas ar vidējo frekvenci f0 = (fmax-fmin) / 2, ir iespējams uztvert centrālās frekvences harmonikas. Tam ir augsta izturība pret troksni.

FC2 īpatnība ir tāda, ka tas apstrādā tikai tam piegādāto impulsu pozitīvās atšķirības, un tāpēc impulsu darbības ciklam nav nozīmes. Darbs sākas ar minimālo frekvenci fmin, nav iespējas notvert centrālās frekvences harmonikas. Tam ir zema imunitāte pret troksni. Zemas caurlaidības filtrā ir nepieciešams kondensators ar mazu noplūdes strāvu. FC2 ir labāk piemērots izmantošanai strāvas ķēdēs ar LC rezonansi.

Pielikumu izvēle

Kā zemas caurlaidības filtru ir uzstādīts rezistors R3 un kondensators C2. Lai PLL darbotos pareizi, RC laika konstantei jābūt desmitiem reižu lielākai par aptuveno PLL uztveršanas frekvenci.

Parasti uztveršanas frekvence ir gandrīz zināma izstrādātājam, tāpēc sākotnēji tos nosaka frekvences automātiskās iestatīšanas diapazons: fmin un fmax. Pirmā nomogramma, ņemot vērā mikroshēmas barošanas spriegumu un nepieciešamo fmin, nosaka R2 un C1 vērtības.Pēc tam saskaņā ar otro nomogrammu, pamatojoties uz nepieciešamo attiecību fmax / fmin, tiek izvēlēta R1. Labāk ir nodrošināt iespēju pielāgot ķēdē esošos rezistorus.