Chip 4046 (K564GG1) laitteille, joilla on resonanssipitoisuus - toimintaperiaate

Kun luodaan tehoelektroniikkalaite, jolla on resonanssinpidätys LC-piirissä, resonanssiohjainpiiri on suunniteltu synkronoimaan vastaanotetut värähtelyt ohjaimelta tulevien ohjauspulssien kanssa.

Tämän ohjaimen tehtävänä on pitää resonoivat värähtelyt LC-piirissä kiinnostamalla sitä ajallaan omilla värähtelyillä. Tämän saavuttamiseksi ohjaimen on vastaanotettava signaali silmukasta piiriltä, ​​joka sisältää tietoja sen hetkellisestä taajuudesta ja siinä olevien vapaiden värähtelyjen vaiheesta, jonka jälkeen näihin tietoihin vedoten ylläpidetään kuljettajavaihetta synkronoituna näiden taajuuden ja vaiheen kanssa, sitten resonanssi piirissä tallennetaan automaattisesti.

Tällaisen ohjaimen rakentamiseksi CD4046-siru tai sen kotimainen vastine K564GG1 on sopiva. Katsotaanpa tämän mikropiirin laitetta, sen johtopäätösten tarkoitusta ja asennettujen komponenttien kytkentäkaaviota ymmärtääksesi tarvittaessa mitä tekemäsi.

Tämän sirun avulla voit helposti organisoida PLL - vaihe-lukittu silmukka. PLL: n rakentamiseksi käytetään kolmea tarvittavaa lohkoa, jotka sijaitsevat mikropiirin sisällä: VCO - jänniteohjattu oskillaattori, FC - vaihevertailija ja LPF - alipäästösuodin.

Mikropiiriin sisäänrakennettu VCO tuottaa sekvenssin suorakulmaisia ​​pulsseja, joiden peittokyky on 50%, toisin sanoen puhdasta mutkikasta, jonka lähtötaajuus riippuu kahden RC-piirin parametreista: R1C1 ja R2C2, jotka on kytketty siihen mikropiirin ulkopuolelle, ja amplitudi on tässä tapauksessa lähellä mikropiirin syöttöjännitettä. U +.

PLL-toimintaperiaate

Ulkoinen tulosignaali fin syötetään mikropiiriin, tosiasiallisesti, johonkin vaihevertailun FC (FC1 tai FC2 - kehittäjä valitsee) tuloista sen sisällä. VCO: n tuottama mutkikasyöttö tapahtuu samanaikaisesti toiseen FC-tuloon. Seurauksena on, että FC-ulostulossa saadaan suorakulmainen signaali, jonka pulssin kesto riippuu VCO: n ja ulkoisten pulssien välisestä erotuksesta kullakin hetkellä.

Itse asiassa lähtöpulssien kesto FC: n kanssa on verrannollinen kahden verratun signaalin vaihe-eroon. Tosiasia, että yksinoikeudellista TAI logiikkaelementtiä käytetään usein FC: na, tämä tarkoittaa, että FC-ulostulossa on korkea jännitetaso vain, jos signaalien välillä on ero, ja jos mitään eroa ei ole, FC: n lähtö on alhainen jännitetaso tai passiivinen tila.

FC: n lähdöstä signaali syötetään alipäästösuotimeen, joka on yksinkertainen RC-piiri, kondensaattorille, jolle saadaan sykkivää epäsovitusjännitettä, aaltoilutaso on verrannollinen kahden signaalin eroon (sisäisestä VCO: sta ja syötetään mikropiiriin ulkopuolelta), itse asiassa - vaihe-ero .

LPF-kondensaattorilla saatu epäsovitusjännite syötetään välittömästi takaisin VCO-sisääntuloon ja sen keskimääräisestä arvosta riippuen VCO-taajuus viritetään automaattisesti siten, että polveutumisen taajuus ulostulosuunnassa lähestyy mikropiirin ulkopuolelta tulevan ulkoisen signaalin taajuutta. Saavutettuaan tähän tilanteeseen, alipäästösuotimen kondensaattorin keskimääräinen jännite on pienin - tämä on merkki kahden signaalin maksimaalisen konvergenssin alkamisesta taajuudessa ja vaiheessa. Kun signaali on siepattu, sitä jatkaa PLL-silmukka.

VCO: n uudelleenorganisoinnin rajat

Kuten jo ymmärsit, VCO-taajuus pystyy virittämään tietyn automaattisen virityksen alueen sisällä. Tämän alueen asettavat sirun ulkoiset komponentit. Ja PLL-järjestelmän reaktionopeus määritetään LFF: n aikavakion avulla (arvot C2 ja R3).Tästä syystä sinun tulee lähestyä tiukasti sirun kiinnitettyjen komponenttien valintaa.

Mikropiirin syöttöjännite, kondensaattori C1, samoin kuin vastukset R1 ja R2, määräävät VCO-taajuuden itsehienosäätöalueen mikropiirin sisällä. Vastuksessa R2 on esijännitetty VCO: n minimitaajuus fmin nollan yläpuolella. Ja vastuksien R1 ja R2 arvojen välinen suhde määrittelee suurimman ja pienimmän taajuuden - fmax / fmin, VCO: n viritettävän lähtösignaalin suhteen.

Siru tulot ja lähdöt

Johtopäätös 4 - VCO: n signaalilähtö, se työtilassa mutkittelemalla. Tätä lähtöä voidaan käyttää signaalin toimittamiseen suunnitellun laitteen muihin lohkoihin.

Tappi 5 vastaa VCO: n kytkemisestä päälle ja pois. Kun tähän ulostuloon kohdistetaan korkea jännite, mikropiiri sammuu. Kun käytetään matalajännitetasoa (kun liität tapin 5 yhteiseen johtoon) - mikropiiri toimii normaalitilassa.

Päätelmät 6 ja 7. Kondensaattori C1 on kytketty niihin - tämä on VCO: n taajuuden asetuskondensaattori.

Johtopäätös 8 - sirun yhteinen virtajohto.

Vastus R1 on navan 11 ja yhteisen johtimen välillä. Vastus R2 - navan 12 ja yhteisen johtimen välillä. Nämä ovat taajuuden asetusvastuksia. Alipäästösuodattimen vastus R3 - napoihin 9 ja nastaihin 2 tai 13 (eroavuuksista keskustellaan myöhemmin), alipäästösuotimen kondensaattori C2 on nastan 9 ja yhteisen johtimen välillä.

Tappi 10 on toistimen vahvistimen lähtö. Siinä oleva jännite mikrosirun toiminnan aikana on alipäästösuotimelle syötetty epäsovitusjännite. Johtopäätös 10 on suunniteltu siten, että epäsovitusjännite voidaan tarvittaessa helposti eristää ilman LPF-kondensaattorin vaihtamista. Tähän johtopäätökseen on sallittu kytkeä vastus, jonka resistanssi on yli 10 kOhm.

Johtopäätös 15 - siinä on sisäänrakennetun zener-diodin katodi, jonka stabilointijännite on 5,6 volttia (tämän zener-diodin stabilointijännite voi olla erilainen sirun valmistajalta riippuen). Tätä zener-diodia voidaan valinnaisesti käyttää sirun virtapiirissä.

Johtopäätös 16 - plus sirun teho.

Vaihevertailijoiden FC1 ja FC2 tulot ja lähdöt

Vuorattu VCO: n ulostulosta viedään liittimestä 4 ja syötetään liittimeen 3, kytkettynä vahvistimen muotoilijan kautta vaihevertailijoiden FC1 ja FC2 tuloihin. Haluttaessa VCO: n signaali voidaan valinnaisesti viedä taajuudenjakajan läpi.

Tulo 14 on signaalitulo ja siihen syötetään tulosignaali, jonka avulla on synkronoida lähtösignaali VCO: n ulostulossa. Tulosignaalin luonteesta riippuen, kehittäjä voi valita käytettävän vaihevertailijoiden: FC1 tai FC2, ja kiinnittää alipäästösuodinvastuksen valittuun vertailukohtaan (napaan 2 tai 13). Vaihevertailussa FC2 on osoitintappi 1, siihen ilmestyy korkea jännite, kun signaalit on maksimaalisesti synkronoitu.

FC1: n erityispiirre on, että se on yksinkertainen yksinomainen-TAI logiikkaelementti ja sen toiminnan laatu riippuu alipäästösuotimen parametreista sen ulostulossa. Työ alkaa keskitaajuudella f0 = (fmax-fmin) / 2, keskitaajuuden harmoniset piirteet on mahdollista vangita. Sillä on korkea melutaso.

FC2: n erityispiirre on, että se käsittelee vain sille toimitettujen pulssien positiiviset erot, ja siksi pulssien työsyklillä ei ole väliä. Työ alkaa minimitaajuudella fmin, ei ole mahdollista vangita keskitaajuuden harmonisia alueita. Sen herkkyys on alhainen. Alipäästösuodattimessa tarvitaan kondensaattori, jolla on alhainen vuotovirta. FC2 soveltuu paremmin voimapiireihin, joissa on LC-resonanssi.

Valinta liitteistä

Alipäästösuodattimen alipäästösuotimena asennetaan vastus R3 ja kondensaattori C2. Jotta PLL toimisi oikein, RC-aikavakion on oltava kymmeniä kertoja suurempi kuin likimääräinen PLL-kaappaustaajuus.

Sieppaustaajuus on pääsääntöisesti kehittäjän tuntema, joten ne asetetaan alun perin taajuuden automaattisen viritysalueen: fmin ja fmax. Ensimmäinen nomogrammi määrittää R2: n ja C1-arvot ottaen huomioon mikropiirin syöttöjännitteen ja vaaditun fmin.Sitten toisen nomogrammin mukaan vaaditun suhteen fmax / fmin perusteella valitaan R1. On parempi tarjota kyky säätää piirin vastuksia.