Vaihelukittu silmukkajärjestelmä viestintäjärjestelmissä sovellusten kanssa

Päivittäisessä elämässämme käytämme kommunikoida muiden kanssa usein käyttämällä monenlaisia viestintäjärjestelmät . Tämä viestintäjärjestelmä voidaan luokitella erityyppisiin, kuten radioviestintäjärjestelmään, televiestintäjärjestelmään, Langaton viestintäjärjestelmä , Optinen viestintäjärjestelmä ja niin edelleen. Jotta kaikki nämä viestintäjärjestelmät toimisivat tehokkaasti, tarvitsemme muutamia ohjausjärjestelmiä, kuten vaihelukitun silmukan, yhteistyöohjauksen, verkko-ohjauksen ja niin edelleen.

Mikä on vaihelukittu silmukka (PLL)?

Vaihelukittua silmukkaa käytetään ohjausjärjestelmänä ohjaamaan eri toimintoja monissa viestintäjärjestelmissä, tietokoneissa ja monissa sähköiset sovellukset . Sitä käytetään tuottamaan lähtösignaali, jolla on tulosignaalin vaiheeseen liittyvä vaihe.

PLL: itä on erityyppisiä, kuten analoginen tai lineaarinen PLL, digitaalinen PLL, ohjelmisto PLL, neuronaalinen PLL ja kaikki digitaaliset PLL.

Vaihelukitun silmukan käyttö

Viestintäjärjestelmissä PLL-toiminta voidaan selittää harkitsemalla analogiset ja digitaaliset järjestelmät .

Analoginen vaihelukittu silmukka viestintäjärjestelmissä

Pohjimmiltaan PLL on servosilmukan muoto ja perus-PLL koostuu kolmesta pääelementistä, nimittäin vaihevertailijasta / ilmaisimesta, silmukkasuodattimesta ja jänniteohjattu oskillaattori .

Vaihe lukittu silmukka

PPL-toiminnan pääkonsepti on kahden signaalin vaiheiden vertailu (yleensä verrataan tulo- ja lähtösignaalivaiheita). Siten tulo- ja lähtösignaalin välistä vaihe-eroa voidaan käyttää silmukan taajuuden säätämiseen. Vaikka matemaattinen analyysi on hyvin monimutkaista, mutta PLL: n toiminta on hyvin yksinkertaista.

Monissa viestintäjärjestelmissä PLL: ää käytetään eri tarkoituksiin:

• Vaiheen tai taajuusmodulaatio , sitä käytetään demodulaattorina.
• Kahden signaalin seuraaminen tai synkronointi eri taajuuksilla.
• Suurten äänien poistaminen pienistä signaaleista.

Seuraavassa kuvassa on esitetty perus-PLL, joka koostuu vaiheenilmaisimesta, jänniteohjatusta oskillaattorista (VCO), silmukkasuodattimesta.

PLL: n jänniteohjattu oskillaattori tuottaa signaalin ja tämä VCO: n signaali annetaan vaiheenilmaisimelle. Vaihetunnistin vertaa tätä signaalia vertailusignaaliin ja tuottaa siten virhejännitteen tai erojännitteen. Tämä vaiheenilmaisimen virhesignaali syötetään alipäästösuodattimeen signaalin suuritaajuisten elementtien poistamiseksi - jos sellaisia ​​on - ja silmukan monien ominaisuuksien hallitsemiseksi. Sitten silmukkasuodattimen lähtö syötetään viritysjännitteen syöttämiseksi jänniteohjatun oskillaattorin ohjausliittimelle.

Tämän viritysjännitteen muutoksen havaitaan vähentävän kahden signaalin (tulo ja lähtö) välistä vaihe-eroa ja siten niiden välistä taajuutta. Aluksi PLL ei lukittu ja virhejännite vetää VCO-taajuutta kohti referenssiä, kunnes virhettä ei voida enää vähentää ja sitten silmukka lukittuu.

Kahden signaalin (tulo ja lähtö) välinen todellinen virhe pienenee hyvin pienelle tasolle käyttämällä vahvistinta jänniteohjatun oskillaattorin ja vaiheenilmaisimen välissä. Jos PLL on lukittu, syntyy vakaan tilavirheen jännite. Tämä vakiotilavirhejännite edustaa sitä, että referenssisignaalin ja VCO: n välillä ei ole vaihe-eromuutosta. Siten voimme sanoa, että kahden signaalin (tulo- ja lähtösignaalien) taajuus on täsmälleen sama.

Digitaalinen vaihe lukittu silmukka viestintäjärjestelmissä

Yleensä analogiset PLL: t koostuvat analogisesta vaiheilmaisimesta, jänniteohjatusta oskillaattorista ja alipäästösuodattimesta. Vastaavasti digitaalivaiheinen lukittu silmukka koostuu digitaalivaiheilmaisimesta, a sarjamuutosrekisteri , vakaa - paikallinen kellosignaali.

Digitaalinen vaihe lukittu silmukka

Digitaalitulonäytteet puretaan vastaanotetusta signaalista ja nämä näytteet vastaanotetaan sarjasiirtorekisterissä, jota ohjaavat paikalliskellosignaalista syötetyt kellopulssit. Vaihekorjainpiiriä, joka ottaa paikallisen kellon, käytetään vakaan kellosignaalin regenerointiin vaiheittain vastaanotetun signaalin kanssa hitaalla vaihesäädöllä vastaamaan vastaanotettua signaalivaihetta.

Tämä säätö voidaan tehdä perustuen jokaisen bitin nopeaan näytteeseen käyttämällä korjauslogiikkaa. Vastaanotetun signaalin näyte, joka on saatu näytteistämällä vastaanotettu signaali paikallisella kellotaajuudella, sijoitetaan siirtorekisteriin.

Vaadittu vaiheen säätö voidaan havaita tarkkailemalla vastaanotetun signaalin näytesarjaa. Kahden kellon sanotaan olevan vaiheessa vain ja vain, jos vastaanotetun bitin keskusta on siirtorekisterin keskellä. Vaihesäädin on tarkoitettu kompensoimaan, jos regeneroitu kello viivästyy tai johtaa referenssisignaalia.

Vaihelukitun silmukan käyttö

• PLL: itä käytetään usein synkronointiin ja bittisynkronointiin, symbolisynkronointiin, koherenttiin demodulaatioon ja kynnyslaajennukseen avaruusviestinnässä.
• Taajuusmoduloidut signaalit voidaan demoduloida PLL: n avulla.
• Uusi taajuus, joka on viitetaajuuden kerroin radioviestimet ja syntetisoidaan ylläpitämällä referenssitaajuuden vakaus uudella taajuudella, voidaan saavuttaa PLL: llä.
• PLL: itä on lukuisia sovelluksia monissa viestintäjärjestelmissä, tietokoneissa ja monissa elektroniset piirit .
• Seuraava PLL-sovellus kuvaa PLL: n käyttöä jännitteenä TAAJUUSMUUNNIN .

Jännite taajuusmuuttajaan (VFC) PLL: n avulla

Viestintäjärjestelmissä vaaditaan lähettämään signaaleja (tarkastele tässä analogista signaalia) pitkälle etäisyydelle täydellä tarkkuudella. Tätä tarkoitusta varten käytetään jännite-taajuusmuuttajaa, koska taajuussignaalin lähettäminen on helppoa aiheuttamatta häiriöitä pitkällä etäisyydellä käyttämällä optisia eristimiä, koaksiaalisia tai kierrettyjä parijohtoja, radiolinkkejä, valokuitulinkit .

Jännite-taajuusmuuttajia on kahdenlaisia multivibraattorityyppi VFC ja lataustasetyyppi VFC.

Multivibraattorin tyyppi VFC

Multivibraattori VFC

Multivibraattorityyppisessä VFC: ssä kondensaattori ladataan ja puretaan tulojännitteestä saatavalla virralla. Vakaa referenssitulo annetaan kytkentäkynnysten asettamiseksi, ja lähtötaajuus on verrannollinen tulojännitteeseen ja niillä on yhtenäisyysmerkkien ja tilojen suhde.

Lataustaseen tyyppi VFC

Lataussaldo VFC

Lataustasapaino VFC koostuu integraattorista, vertailijasta ja tarkkuuslatauslähteestä. Aina kun integraattorille annetaan tulo, se latautuu ja jos integraattorin lähtö saavuttaa vertailukynnyksen, latauslähde laukaistaan ​​ja kiinteä lataus poistetaan integraattorista. Poistetun varauksen nopeuden on oltava yhtä suuri kuin syötetyn latauksen nopeus siten, että latauslähteen laukaisema taajuus ja integraattorin tulo ovat verrannollisia toisiinsa.

Siksi tämä artikkeli antaa lyhyen kuvauksen vaihelukittu silmukkajärjestelmä viestintäjärjestelmässä. Tätä artikkelia voidaan edelleen laajentaa teknisesti ehdotuksiisi ja kyselyihisi perustuen. Siksi voit pyytää meiltä teknistä apua lähettämällä kommenttisi alla.