Circuit intégré à boucle à verrouillage de phase

Boucle à verrouillage de phase (PLL)est l'un des blocs vitaux des systèmes linéaires. Il est utile dans les systèmes de communication tels que les radars, les satellites, les FM, etc.

Ce chapitre traite en détail du schéma de principe de PLL et IC 565.

Schéma fonctionnel de PLL

Une boucle à verrouillage de phase (PLL) se compose principalement des éléments suivants three blocks -

Détecteur de phase
Filtre passe-bas actif
Oscillateur contrôlé en tension (VCO)

le block diagram de PLL est montré dans la figure suivante -

La sortie d'un détecteur de phase est appliquée en tant qu'entrée du filtre passe-bas actif. De même, la sortie du filtre passe-bas actif est appliquée en tant qu'entrée de VCO.

le working d'une PLL est la suivante -

Phase detector produit une tension continue, qui est proportionnelle à la différence de phase entre le signal d'entrée ayant une fréquence de $ f_ {in} $ et un signal de retour (sortie) ayant une fréquence de $ f_ {out} $.
UNE Phase detector est un multiplicateur et il produit deux composantes de fréquence à sa sortie - somme des fréquences $ f_ {in} $ et $ f_ {out} $ et différence de fréquences $ f_ {in} $ & $ f_ {out} $.
Un active low pass filterproduit une tension continue à sa sortie, après avoir éliminé la composante haute fréquence présente en sortie du détecteur de phase. Il amplifie également le signal.
UNE VCOproduit un signal ayant une certaine fréquence, lorsqu'aucune entrée ne lui est appliquée. Cette fréquence peut être décalée de chaque côté en lui appliquant une tension continue. Par conséquent, l'écart de fréquence est directement proportionnel à la tension continue présente à la sortie d'un filtre passe-bas.

Les opérations ci-dessus ont lieu jusqu'à ce que la fréquence du VCO soit égale à la fréquence du signal d'entrée. En fonction du type d'application, nous pouvons utiliser soit la sortie du filtre passe-bas actif, soit la sortie d'un VCO. Les PLL sont utilisées dans de nombreuxapplications tels que démodulateur FM, générateur d'horloge, etc.

PLL opère dans l'un des following three modes -

Mode de fonctionnement gratuit
Mode de capture
Mode de verrouillage

Initialement, PLL opère en free running modelorsqu'aucune entrée ne lui est appliquée. Lorsqu'un signal d'entrée ayant une certaine fréquence est appliqué à PLL, alors la fréquence du signal de sortie du VCO commencera à changer. À ce stade, on dit que la PLL fonctionne dans lecapture mode. La fréquence du signal de sortie du VCO changera continuellement jusqu'à ce qu'elle soit égale à la fréquence du signal d'entrée. Maintenant, on dit que PLL fonctionne dans lelock mode.

IC 565

IC 565 est le circuit intégré à boucle à verrouillage de phase le plus couramment utilisé. Il s'agit d'un boîtier DIP (Dual-Inline Package) à 14 broches. lepin diagram de l'IC 565 est illustré dans la figure suivante -

Le but de chaque broche est explicite d'après le diagramme ci-dessus. Sur 14 broches, seulement 10 broches (numéro de broche 1 à 10) sont utilisées pour le fonctionnement de PLL. Ainsi, les 4 broches restantes (numéro de broche 11 à 14) sont étiquetées NC (No Connection).

le VCOproduit une sortie à la broche numéro 4 de l'IC 565, lorsque les broches numéros 2 et 3 sont mises à la terre. Mathématiquement, nous pouvons écrire la fréquence de sortie, $ f_ {out} $ du VCO comme.

$$ f_ {out} = \ frac {0,25} {R_VC_V} $$

où,

$ R_ {V} $ est la résistance externe qui est connectée à la broche numéro 8

$ C_ {V} $ est le condensateur externe qui est connecté à la broche numéro 9

En choisissant les valeurs appropriées de $ R_ {V} $ et $ C_ {V} $, nous pouvons fixer (déterminer) la fréquence de sortie, $ f_ {out} $ de VCO.
Pin numbers 4 and 5doivent être court-circuités avec un fil externe afin que la sortie du VCO puisse être appliquée comme l'une des entrées du détecteur de phase.
IC 565 a une résistance interne de 3,6 K $ \ Omega $. Un condensateur, C doit être connecté entre les broches 7 et 10 afin de faire unlow pass filter avec cette résistance interne.

Notez que selon l'exigence, nous devons configurer correctement les broches de l'IC 565.