În viața noastră de zi cu zi, comunicăm frecvent cu ceilalți folosind mai multe tipuri de sisteme de comunicare . Acest sistem de comunicații poate fi clasificat în diferite tipuri, cum ar fi un sistem de comunicații radio, un sistem de telecomunicații, Sistem de comunicare wireless , Sistem de comunicare optică și așa mai departe. Pentru ca toate aceste sisteme de comunicații să funcționeze eficient, avem nevoie de câteva sisteme de control, cum ar fi o buclă blocată în fază, control cooperativ, control în rețea și așa mai departe.

Ce este bucla blocată de fază (PLL)?

Bucla blocată în fază este utilizată ca sistem de control pentru a controla diferite operațiuni în multe sisteme de comunicații, computere și multe altele aplicații electronice . Este folosit pentru a genera un semnal de ieșire care are o fază legată de faza semnalului de intrare.

Există diferite tipuri de PLL-uri, cum ar fi PLL analogice sau liniare, PLL-uri digitale, PLL-uri software, PLL-uri neuronale și toate PLL-urile digitale.

Funcționare în buclă blocată

În sistemele de comunicații, funcționarea PLL poate fi explicată luând în considerare sisteme analogice și digitale .

Buclă analogică blocată în fază în sistemele de comunicații

Practic PLL este o formă de servo buclă și un PLL de bază constă din trei elemente majore, și anume comparatorul de fază / detectorul, filtrul buclei și oscilator controlat de tensiune .

Bucla blocată de fază

Conceptul principal din spatele operației PPL este compararea fazelor a două semnale (în general se compară fazele semnalelor de intrare și ieșire). Astfel, diferența de fază între semnalul de intrare și de ieșire poate fi utilizată pentru controlul frecvenței buclei. Chiar dacă analiza matematică este foarte complicată, însă funcționarea PLL este foarte simplă.

În multe sisteme de comunicații, PLL este utilizat în diferite scopuri:

Pentru urmărirea fazei sau modularea frecvenței , este folosit ca Demodulator.
Pentru a urmări sau sincroniza cele două semnale cu frecvențe diferite.
Pentru a elimina zgomotele mari de la semnale minuscule.

Figura de mai jos prezintă PLL de bază care constă din detector de fază, oscilator controlat de tensiune (VCO), filtru de buclă.

Oscilatorul controlat de tensiune al PLL produce un semnal și acest semnal de la VCO este dat detectorului de fază. Detectorul de fază compară acest semnal cu semnalul de referință și astfel produce o tensiune de eroare sau diferență de tensiune. Acest semnal de eroare al detectorului de fază este alimentat la filtrul trece-jos pentru a elimina elementele de înaltă frecvență ale semnalului - dacă există, și pentru a guverna multe proprietăți ale buclei. Apoi, ieșirea filtrului buclei este alimentată pentru a furniza tensiunea de reglare pentru terminalul de control al oscilatorului controlat de tensiune.

Modificarea acestei tensiuni de reglare este detectată pentru a reduce diferența de fază dintre cele două semnale (intrare și ieșire) și, astfel, frecvența dintre ele. Inițial PLL nu se blochează și tensiunea de eroare trage frecvența VCO către referință până când eroarea nu mai poate fi redusă și apoi bucla se blochează.

Eroarea reală dintre cele două semnale (intrare și ieșire) este redusă la niveluri foarte mici folosind un amplificator între oscilatorul controlat de tensiune și un detector de fază. Dacă PLL-ul este blocat, atunci va fi produsă o tensiune de eroare la starea de echilibru. Această tensiune de eroare la starea de echilibru reprezintă faptul că nu există nicio schimbare de diferență de fază între semnalul de referință și VCO. Astfel, putem spune că frecvența celor două semnale (semnale de intrare și ieșire) este exact aceeași.

Buclă digitală blocată în sisteme de comunicații

În general, PLL-urile analogice constau dintr-un detector de fază analogic, oscilator controlat de tensiune și filtru trece-jos. În mod similar, bucla blocată cu fază digitală constă dintr-un detector cu fază digitală, a registru serial-shift , un semnal de ceas local stabil.

Buclă digitală blocată în fază

Eșantioanele de intrare digitală sunt extrase din semnalul primit și aceste eșantioane sunt recepționate de registrul de schimbare serial, care este condus de impulsuri de ceas furnizate de la un semnal de ceas local. Un circuit de corecție de fază care ia ceas local este utilizat pentru a regenera un semnal de ceas stabil în fază cu semnalul recepționat prin ajustarea fazei lente pentru a se potrivi cu faza de semnal recepționată.

Această ajustare se poate face pe baza unui eșantion de mare viteză din fiecare bit folosind o logică de corecție. Eșantionul de semnal primit obținut prin eșantionarea semnalului primit la viteza locală a ceasului este plasat în registrul de schimbare.

Reglarea de fază necesară poate fi detectată prin observarea setului de probe ale semnalului primit. Se spune că cele două ceasuri sunt în fază dacă și numai dacă centrul bitului primit se află în centrul registrului de deplasare. Reglatorul de fază este destinat să compenseze dacă ceasul regenerat întârzie sau conduce semnalul de referință.

Aplicarea buclei blocate de fază

PLL-urile sunt frecvent utilizate în scopul sincronizării și pentru sincronizarea biților, sincronizarea simbolurilor, demodularea coerentă și extinderea pragului în comunicarea spațială.
Semnalele modulate în frecvență pot fi demodulate folosind PLL.
Noua frecvență care este un multiplu al frecvenței de referință în emițătoare de comunicații radio , și sintetizate prin menținerea stabilității frecvenței de referință cu o nouă frecvență pot fi realizate de PLL-uri.
Există numeroase aplicații pentru PLL-uri în multe sisteme de comunicații, computere și multe altele circuite electronice .
Aplicația de mai jos a PLL descrie utilizarea PLL ca tensiune la convertor de frecvență .

Convertor de tensiune la frecvență (VFC) utilizând un PLL

În sistemele de comunicații, este necesar să se trimită semnale (luați în considerare un semnal analogic aici) la o distanță lungă cu precizie deplină. În acest scop, se folosește un convertor de tensiune la frecvență, deoarece este ușor să trimiteți un semnal de frecvență fără a provoca interferențe pe distanțe mari folosind izolatori optici, linii coaxiale sau cu perechi răsucite, legături radio, legături de fibră optică .

Există două tipuri de convertoare de tensiune la frecvență și anume tip multivibrator VFC și balanță de încărcare tip VFC.

Multivibrator tip VFC

Multivibrator VFC

În multivibratorul de tip VFC, condensatorul este încărcat și descărcat folosind curentul obținut din tensiunea de intrare. Intrarea de referință stabilă este dată pentru a seta pragurile de comutare, iar frecvența de ieșire este proporțională cu tensiunea de intrare și are un raport marca-spațiu.

Sold încărcare tip VFC

Sold de încărcare VFC

Balanța de încărcare VFC constă dintr-un integrator, un comparator și o sursă de încărcare de precizie. Ori de câte ori o intrare este dată integratorului, aceasta se încarcă și dacă ieșirea acestui integrator atinge pragul comparatorului, atunci sursa de încărcare este declanșată și o taxă fixă este eliminat din integrator. Rata de încărcare eliminată trebuie să fie egală cu rata de încărcare furnizată, astfel încât frecvența declanșată de sursa de încărcare și intrarea către integrator să fie proporționale între ele.

Astfel, acest articol oferă o scurtă descriere despre sistem de buclă blocat în fază în sistemul de comunicare. Mai mult, acest articol poate fi extins tehnic pe baza sugestiilor și întrebărilor dvs. Prin urmare, ne puteți adresa pentru orice asistență tehnică postând comentariile dvs. de mai jos.