Lustas 4046 (K564GG1) prietaisams su rezonanso išlaikymu - veikimo principas

Kuriant galingą elektroninį įtaisą su rezonanso išlaikymu LC grandinėje, rezonansinio valdiklio grandinė yra suprojektuota sinchronizuoti gautus virpesius su valdymo impulsais, sklindančiais iš vairuotojo.

Šio valdiklio užduotis yra išlaikyti rezonansinius virpesius LC grandinėje, sujaudinant jį laiku su savo virpesiais. Norėdami tai pasiekti, valdiklis turi gauti signalą iš kontūro iš grandinės, kuriame yra duomenys apie dabartinį dažnį ir jame esančių laisvųjų virpesių fazę, po kurio, remdamasis šiais duomenimis, palaikykite vairuotojo etapą sinchronizuodamas su šiuo dažniu ir faze, tada - rezonansą. grandinėje bus automatiškai išsaugotas.

Norint pastatyti tokį valdiklį, tinka CD4046 lustas arba jo buitinis kolega K564GG1. Pažvelkime į šio mikroschemų įtaisą, jo išvadų tikslą ir sumontuotų komponentų prijungimo schemą, kad prireikus suprastume, su kuo tai susiję.

Ši mikroschema leidžia lengvai organizuoti PLL grandinę - fazėje užfiksuotą kilpą. Norėdami sukurti PLL, naudojami trys būtini blokai, esantys mikro grandinės viduje: VCO - įtampos valdomas osciliatorius, FC - fazės komparatorius ir LPF - žemo dažnio filtras.

Integruotas į mikro grandinę, VCO sukuria stačiakampių impulsų seką su 50% aprėptimi, tai yra grynasis vingiuotasis, kurio pradinis dažnis priklauso nuo dviejų RC grandinių parametrų: R1C1 ir R2C2, prijungtų prie jo už mikroschemos ribų, o amplitudė šiuo atveju yra artima mikro grandinės maitinimo įtampai. U +.

PLL veikimo principas

Išorinis įvesties signalo finas tiekiamas į mikroschemą, tiesą sakant, į vieną iš fazių lygintuvo FC įėjimų (FC1 arba FC2 - pasirenka kūrėjas). VCO pagamintas melandas tuo pačiu metu tiekiamas į antrą FC įvestį. Dėl to FC išvestyje gaunamas stačiakampis signalas, kurio impulsų trukmė priklauso nuo skirtumo tarp impulsų iš VCO ir išorinių impulsų kiekvienu laiko momentu.

Tiesą sakant, išėjimo iš kompiuterio impulsų trukmė yra proporcinga dviejų palyginamų signalų fazių skirtumui. Faktas yra tas, kad FC vaidmenyje dažnai naudojamas loginis elementas „išskirtinis OR“, tai reiškia, kad FC išvestyje bus aukštas įtampos lygis tik tuo atveju, jei signalai skiriasi, o jei skirtumo nėra, tada FC išvestis bus maža. įtampos lygis arba neaktyvi būsena.

Iš FC išėjimo signalas tiekiamas į žemo dažnio filtrą, kuris yra paprasta RC grandinė, ant kurio kondensatoriaus gaunama pulsuojanti nesutapimo įtampa, pulsavimo lygis yra proporcingas dviejų signalų skirtumui (iš vidinio VCO ir tiekiamo į mikroschemą iš išorės), iš tikrųjų - fazių skirtumas. .

Netinkama įtampa, gaunama iš LPF kondensatoriaus, nedelsiant perduodama atgal į VCO įvestį, ir, priklausomai nuo jos vidutinės vertės, VCO dažnis bus automatiškai sureguliuotas taip, kad meandro dažnis jo išėjimo angoje artėtų prie išorinio signalo, sklindančio iš mikroschemos išorės, dažnio. Pasiekus tokią situaciją, žemo dažnio filtro kondensatoriaus vidutinė įtampa bus mažiausia - tai rodo maksimalų dviejų signalų konvergenciją dažniu ir faze. Kai signalas bus užfiksuotas, jį ir toliau laikys PLL kilpa.

VCO reorganizacijos ribos

Kaip jūs jau supratote, VCO dažnis yra tinkamas nustatyti tam tikruose automatinio nustatymo diapazonuose. Šį diapazoną nustato lusto išoriniai komponentai. O PLL sistemos reakcijos greitį lemia NPS laiko konstanta (vertės C2 ir R3).Dėl šios priežasties turėtumėte griežtai kreiptis į pritvirtintų lusto komponentų pasirinkimą.

Maitinimo grandinės maitinimo įtampa, kondensatorius C1, taip pat rezistoriai R1 ir R2, lemia VCO dažnio savaiminio nustatymo diapazoną mikro grandinės viduje. Rezistorius R2 pakreipia minimalų VCO dažnį fmin, viršijantį nulį. O rezistorių R1 ir R2 verčių santykis nustato santykį tarp maksimalaus ir minimalaus dažnio - fmax / fmin, suderinamas išėjimo signalas iš VCO.

Lusto įėjimai ir išėjimai

4 išvada - VCO signalo išvestis, esant darbo režimui - meandrai. Šis išėjimas gali būti naudojamas signalui tiekti į kitus suprojektuoto įrenginio blokus.

5 kaištis yra atsakingas už VCO įjungimą ir išjungimą. Kai šiam išėjimui bus taikoma aukšto lygio įtampa, mikro grandinė išsijungs. Taikant žemos įtampos lygį (jungiant 5 kaištį prie bendrosios vielos) - mikro grandinė veiks kaip įprasta.

6 ir 7 išvados. Prie jų prijungtas kondensatorius C1 - tai yra VCO dažnio nustatymo kondensatorius.

8 išvada - bendroji lusto maitinimo viela.

Rezistorius R1 yra tarp 11 gnybto ir bendrosios laido. Rezistorius R2 - tarp 12 gnybto ir bendrosios vielos. Tai yra dažnio nustatymo varžai. Žemo pralaidumo filtro rezistorius R3 - į 9 kaiščius ir 2 arba 13 kaiščius (skirtumas tarp jų bus aptartas vėliau), žemo pralaidumo filtro kondensatorius C2 yra tarp 9 kaiščio ir bendrosios vielos.

10 kaištis yra kartotuvo stiprintuvo išėjimas. Įtampa, esanti veikiant mikroschemai, yra neatitikimo įtampa, tiekiama žemųjų dažnių filtrui. 10 išvada sudaryta taip, kad neatitikimo įtampą prireikus būtų galima lengvai atskirti nejungiant LPF kondensatoriaus. Prie šios išvados leidžiama prijungti rezistorių, kurių varža didesnė kaip 10 kOhm.

15 išvada - ant jo yra įmontuoto „Zener“ diodo katodas, kurio stabilizavimo įtampa yra 5,6 volto (šio „Zener“ diodo stabilizavimo įtampa gali skirtis, priklausomai nuo lusto gamintojo). Šis „Zener“ diodas gali būti pasirinktinai naudojamas lusto galios grandinėje.

16 išvada - plius lusto galia.

Fazinių komparatorių FC1 ir FC2 įėjimai ir išėjimai

Metalas iš VCO išvesties paimamas iš 4 gnybto ir tiekiamas į 3 gnybtą, per stiprintuvą-jungiklį sujungtą su fazių komparatorių FC1 ir FC2 įėjimais. Jei pageidaujama, signalas iš VCO gali būti pasirinktinai perduodamas per dažnio daliklį.

14 įėjimas yra signalo įvestis, ir į jį tiekiamas įvesties signalas, su kuriuo reikia sinchronizuoti išvesties signalą VCO išvestyje. Atsižvelgiant į įvesties signalo pobūdį, kūrėjas gali pasirinkti, kurį iš fazių komparatorių naudoti: FC1 ar FC2, ir pritvirtinti žemo dažnio filtro rezistorių prie pasirinkto komparatoriaus (2 arba 13 kaiščiui). Fazių lygintuvas FC2 turi indikatoriaus gnybtą 1, kai signalai yra maksimaliai sinchronizuoti, jame atsiranda aukšto lygio įtampa.

FC1 bruožas yra tai, kad jis yra paprastas išskirtinis ARBA loginis elementas, o jo veikimo kokybė priklauso nuo žemo dažnio filtro parametrų jo išvestyje. Darbas prasideda nuo centrinio dažnio f0 = (fmax-fmin) / 2, galima fiksuoti centrinio dažnio harmonikas. Jis pasižymi dideliu atsparumu triukšmui.

FC2 ypatumas yra tas, kad jis apdoroja tik teigiamus į jį tiekiamų impulsų skirtumus, todėl impulsų veikimo ciklas neturi reikšmės. Darbas prasideda nuo minimalaus dažnio fmin, nėra galimybės užfiksuoti centrinio dažnio harmonikų. Jis pasižymi mažu atsparumu triukšmui. Žemo pralaidumo filtre reikalingas mažos nuotėkio srovės kondensatorius. FC2 geriau tinka naudoti elektros grandinėse su LC rezonansu.

Priedų pasirinkimas

Kaip žemo pralaidumo filtro, sumontuotas rezistorius R3 ir kondensatorius C2. Kad PLL veiktų tinkamai, RC laiko konstanta turi būti dešimtis kartų didesnė už apytikslį PLL fiksavimo dažnį.

Paprastai fiksavimo dažnis yra beveik žinomas kūrėjui, todėl iš pradžių jie nustatomi pagal dažnio automatinį derinimą: fmin ir fmax. Pirmoji nomograma, atsižvelgdama į mikrosciklo maitinimo įtampą ir reikiamą fmin, nustato R2 ir C1 reikšmes.Tada pagal antrąją nomogramą, remiantis reikiamu santykiu fmax / fmin, pasirenkama R1. Geriau suteikti galimybę sureguliuoti grandinėje esančius rezistorius.