Le boucle à verrouillage de phase est l'un des blocs de base des systèmes électroniques modernes. Il est généralement utilisé dans le multimédia, la communication et dans de nombreuses autres applications. Il existe deux types différents de PLL: linéaire et non linéaire. Le non-linéaire est difficile et compliqué à concevoir dans le monde réel, mais la théorie du contrôle linéaire est bien modélisée dans les PLL analogiques. La PLL a prouvé qu'un modèle linéaire est suffisant pour la plupart des applications électroniques.

Qu'est-ce qu'une boucle à verrouillage de phase?

Une boucle à verrouillage de phase se compose d'un détecteur de phase et d'un oscillateur commandé en tension. La sortie du détecteur de phase est l'entrée de l'oscillateur commandé en tension (VCO) et la sortie du VCO est connectée à l'une des entrées d'un détecteur de phase qui est illustré ci-dessous dans le schéma de principe de base. Lorsque ces deux appareils s'alimentent, la boucle se forme.

DIAGRAMME DE BASE DE LA BOUCLE VERROUILLÉE DE PHASE

Schéma fonctionnel et principe de fonctionnement de PLL

La boucle à verrouillage de phase se compose d'un détecteur de phase, d'un oscillateur commandé en tension et, entre eux, un filtre passe-bas est fixé. Le signal d'entrée «Vi» avec une fréquence d'entrée «Fi» est concédé par un détecteur de phase. Fondamentalement, le détecteur de phase est un comparateur qui compare la fréquence d'entrée fi à la fréquence de rétroaction fo. La sortie du détecteur de phase est (fi + fo) qui est une tension continue. Le détecteur hors phase, c'est-à-dire la tension continue, est entrée dans le filtre passe-bas (LPF), il supprime le bruit haute fréquence et produit un niveau continu continu, c'est-à-dire Fi-Fo. Le Vf est également une caractéristique dynamique de la PLL.

Schéma fonctionnel PLL

La sortie du filtre passe-bas, c'est-à-dire le niveau CC, est transmise au VCO. Le signal d'entrée est directement proportionnel à la fréquence de sortie du VCO (fo). Les fréquences d'entrée et de sortie sont comparées et ajustées via la boucle de rétroaction jusqu'à ce que la fréquence de sortie soit égale à la fréquence d'entrée. Par conséquent, la PLL fonctionne comme une exécution libre, une capture et un verrouillage de phase.

Lorsqu'aucune tension d'entrée n'est appliquée, on dit qu'il s'agit d'un étage à fonctionnement libre. Dès que la fréquence d'entrée appliquée au COV change et produit une fréquence de sortie à des fins de comparaison, on parle d'étage de capture. La figure ci-dessous montre le schéma de principe de la PLL.

Détecteur de boucle à verrouillage de phase

Le détecteur de boucle à verrouillage de phase compare la fréquence d'entrée et la fréquence de sortie du VCO pour produire une tension continue qui est directement proportionnelle à la distinction de phase des deux fréquences. Les signaux analogiques et numériques sont utilisés dans la boucle à verrouillage de phase. La plupart des PLL monolithiques circuits intégrés utilisez un détecteur de phase analogique et la majorité des détecteurs de phase sont de type numérique. Un double circuit de mélange équilibré est couramment utilisé dans les détecteurs de phase analogiques. Certains détecteurs de phase courants sont donnés ci-dessous:

Détecteur de phase OU exclusif

Un détecteur de phase OU exclusif est de type CMOS IC 4070. Les fréquences d'entrée et de sortie sont appliquées au détecteur de phase EX OR. Pour obtenir la sortie haute, au moins une entrée doit être basse et les autres conditions de sortie sont faibles, ce qui est indiqué dans le tableau de vérité ci-dessous. Considérons la forme d'onde, les fréquences d'entrée et de sortie, c'est-à-dire que fi et fo ont une différence de phase de 0 degré. Ensuite, la tension de sortie CC du comparateur sera fonction de la différence de phase entre les deux entrées.

être	fo	Vdc
faible	faible	faible
faible	haut	haut
haut	Faible	haut
Haut	Haut	faible

Les fonctions de la différence de phase entre fi et fo sont indiquées dans le graphique de la tension de sortie CC. Si le détecteur de phase est à 180 degrés, la tension de sortie est maximale. Si les fréquences d'entrée et de sortie sont toutes deux carrées, ce type de détecteurs de phase est utilisé.

Détecteur de phase OU exclusif

Détecteur de phase de déclenchement de bord

Un détecteur de phase de déclenchement sur front est utilisé lorsque les fréquences d'entrée et de sortie sont en forme d'onde d'impulsion, ce qui est inférieur à 50% du cycle de service. La bascule R-S est utilisée pour les détecteurs de phase, comme illustré sur la figure ci-dessous. Vers de R-S Tongues , les deux portes NOR sont couplées de manière croisée. La sortie du détecteur de phase peut changer son état logique en déclenchant la bascule R-S. Le front montant des fréquences d'entrée et de sortie peut modifier la sortie du détecteur de phase.

Détecteur de phase de déclenchement de bord

Détecteur de phase monolithique

Un détecteur de phase monolithique est de type CMOS, c'est-à-dire IC 4044. Il est fortement compensé par la sensibilité aux harmoniques et les problèmes de rapport cyclique sont abandonnés car le circuit ne peut répondre qu'à la transition du signal d'entrée. Dans les applications critiques, c'est le détecteur de phase le plus fébrile. Les variations indépendantes de l'amplitude sont exemptes de l'erreur de phase, de la tension d'erreur de sortie et du rapport cyclique des formes d'onde d'entrée.

“générateur à courant alternatif vs générateur à courant continu ”

Applications de la boucle à verrouillage de phase

Réseaux de démodulation FM pour les opérations FM
Il est utilisé dans commandes de vitesse du moteur et les filtres de suivi.
Il est utilisé dans les décodages à décalage de fréquence pour les fréquences porteuses de démodulation.
Il est utilisé dans le temps pour les convertisseurs numériques.
Il est utilisé pour la réduction de la gigue, la suppression du biais, la récupération d'horloge.

Tout cela concerne le principe de fonctionnement et de fonctionnement de la boucle à verrouillage de phase et ses applications. Nous espérons que les informations fournies dans l'article vous seront utiles pour connaître quelque chose sur le projet et le comprendre. De plus, si vous avez des questions concernant cet article et sur projets électriques et électroniques vous pouvez commenter dans la section ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la meilleure façon de simuler la PLL pour la stabilité?

Crédits photo: