ИС фазовой автоподстройки частоты

Контур фазовой автоподстройки частоты (PLL)является одним из важнейших блоков линейных систем. Это полезно в системах связи, таких как радары, спутники, FM и т. Д.

В этой главе подробно обсуждается блок-схема ФАПЧ и IC 565.

Блок-схема ФАПЧ

Контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в основном состоит из следующих three blocks -

Фазовый детектор
Активный фильтр низких частот
Генератор, управляемый напряжением (ГУН)

В block diagram схемы ФАПЧ показано на следующем рисунке -

Выход фазового детектора используется как вход активного фильтра нижних частот. Точно так же выход активного фильтра нижних частот применяется как вход ГУН.

В working схемы ФАПЧ выглядит следующим образом -

Phase detector создает постоянное напряжение, которое пропорционально разности фаз между входным сигналом с частотой $ f_ {in} $ и сигналом обратной связи (выходным) с частотой $ f_ {out} $.
А Phase detector является умножителем и выдает на выходе две частотные составляющие - сумму частот $ f_ {in} $ и $ f_ {out} $ и разность частот $ f_ {in} $ & $ f_ {out} $.
An active low pass filterвырабатывает на выходе постоянное напряжение после устранения высокочастотной составляющей, присутствующей на выходе фазового детектора. Он также усиливает сигнал.
А VCOгенерирует сигнал определенной частоты, когда к нему не применяется входной сигнал. Эта частота может быть сдвинута в любую сторону, приложив к ней постоянное напряжение. Следовательно, девиация частоты прямо пропорциональна напряжению постоянного тока, присутствующему на выходе фильтра нижних частот.

Вышеуказанные операции выполняются до тех пор, пока частота ГУН не станет равной частоте входного сигнала. В зависимости от типа приложения мы можем использовать либо выход активного фильтра нижних частот, либо выход VCO. ФАПЧ используются во многихapplications например, FM-демодулятор, тактовый генератор и т. д.

ФАПЧ работает в одном из following three modes -

Свободный режим работы
Режим захвата
Режим блокировки

Первоначально ФАПЧ работает в free running modeкогда к нему не применяется никакой ввод. Когда на систему ФАПЧ подается входной сигнал некоторой частоты, тогда частота выходного сигнала ГУН начинает изменяться. На этом этапе говорят, что ФАПЧ работает вcapture mode. Частота выходного сигнала VCO будет непрерывно изменяться, пока не станет равной частоте входного сигнала. Теперь говорят, что ФАПЧ работает вlock mode.

IC 565

IC 565 - наиболее часто используемая ИС с фазовой автоподстройкой частоты. Это 14-контактный двухрядный корпус (DIP). Вpin diagram IC 565 показан на следующем рисунке -

Назначение каждого вывода понятно из приведенной выше схемы. Из 14 контактов только 10 контактов (от 1 до 10) используются для работы ФАПЧ. Итак, оставшиеся 4 контакта (номера контактов с 11 по 14) помечены как NC (Нет соединения).

В VCOсоздает выходной сигнал на выводе 4 IC 565, когда выводы 2 и 3 заземлены. Математически мы можем записать выходную частоту $ f_ {out} $ VCO как.

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

где,

$ R_ {V} $ - это внешний резистор, подключенный к контакту 8.

$ C_ {V} $ - внешний конденсатор, подключенный к контакту 9.

Выбирая правильные значения $ R_ {V} $ и $ C_ {V} $, мы можем зафиксировать (определить) выходную частоту $ f_ {out} $ VCO.
Pin numbers 4 and 5должны быть закорочены с внешним проводом так, чтобы выход ГУН можно было использовать как один из входов фазового детектора.
IC 565 имеет внутреннее сопротивление $ 3.6K \ Omega $. Конденсатор C должен быть подключен между контактами 7 и 10, чтобыlow pass filter с этим внутренним сопротивлением.

Обратите внимание, что согласно требованиям мы должны правильно настроить контакты IC 565.