Lukittuminen. Suljettu silmukka

Samankaltaiset tiedostot
Varauspumppu-PLL. Taulukko 1: ulostulot sisääntulojen funktiona

Multivibraattorit. Bistabiili multivibraattori:

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS127. Jatkuva-aikaiset IC-suodattimet ja PLL-rakenteet

Radioamatöörikurssi 2015

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

Successive approximation AD-muunnin

Radioamatöörikurssi 2014

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

Vcc. Vee. Von. Vip. Vop. Vin

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

Radioamatöörikurssi 2017

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Lähettimet ja vastaanottimet

4. kierros. 1. Lähipäivä

HF-radiolähetin Opinnäytetyö Juho Horttana Elektroniikan koulutusohjelma

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto. 2 Teoreettista taustaa

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Radioamatöörikurssi 2013

CC-ASTE. Kuva 1. Yksinkertainen CC-vahvistin, jossa virtavahvistus B + 1. Kuva 2. Yksinkertaisen CC-vahvistimen simulaatio

Vahvistimet. Käytetään kvantisointi alue mahdollisimman tehokkaasti Ei anneta signaalin leikkautua. Mittaustekniikka

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

Radioamatöörikurssi 2016

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I. Verkkojen taajuusriippuvuus: suo(dat)timet

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

ELEKTRONISET TOIMINNOT

CRT NÄYTÖN VAAKAPOIKKEUTUS- ASTEEN PERIAATE

3. kierros. 2. Lähipäivä

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET T700504

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

Johdatus vaihtosähköön, sinimuotoiset suureet. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim.

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

3. kierros. 1. Lähipäivä

Digitaalitekniikka (piirit), kertaustehtäviä: Vastaukset

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

FYSP105/2 VAIHTOVIRTAKOMPONENTIT. 1 Johdanto

A/D-muuntimia. Flash ADC

AUTO3030 Digitaalitekniikan jatkokurssi, harjoitus 2, ratkaisuja

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

OSKILLOSKOOPIN SYVENTÄVÄ KÄYTTÖ

12. Stabiilisuus. Olkoon takaisinkytketyn vahvistimen vahvistus A F (s) :

Jännitelähteet ja regulaattorit

Suodattimet. Suodatintyypit: Bessel Chebyshev Elliptinen Butterworth. Suodattimet samalla asteluvulla (amplitudivaste)

Digitaalitekniikka (piirit) Luku 15 Sivu 1 (17) Salvat ja kiikut 1D C1 C1 1T 1J C1 1K S R

Vahvistimet. A-luokka. AB-luokka

EMC Säteilevä häiriö

U-REMIX USB RF 2 RF 1 POWER

Pekka Pussinen OH8HBG - oulu.fi

1 Muutokset piirilevylle

RADIOTEKNIIKKA 1 HARJOITUSTYÖ S-2009 (VERSIO2)

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi

Mediaanisuodattimet. Tähän asti käsitellyt suodattimet ovat olleet lineaarisia. Niille on tyypillistä, että. niiden ominaisuudet tunnetaan hyvin

6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin Näytteenotto analogisesta signaalista DA-muuntimet 4

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Hyvyyskriteerit. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

SGN-1200 Signaalinkäsittelyn menetelmät, Tentti

Luento 7. LTI-järjestelmät

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

HARJOITUSTYÖ: Mikropunnitus kvartsikideanturilla

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

I/O-laajennuskortin. asennusohje. (CXS-sarja) F O R S M O O T H C O N T R O L. Kaikki oikeudet muutoksiin ilman etukäteisilmoitusta pidätetään.

Lähettimet ja vastaanottimet

TASONSIIRTOJEN ja VAHVISTUKSEN SUUNNITTELU OPERAATIOVAHVISTINKYTKENNÖISSÄ

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Sähkömagnetismi. s. 24. t syyskuuta :01. FY7 Sivu 1

Lähettimet ja vastaanottimet. OH3NE:n radioamatöörikurssi

Radioamatöörikurssi 2014

DEE Sähkötekniikan perusteet

LOPPURAPORTTI Lämpötilahälytin Hans Baumgartner xxxxxxx nimi nimi

T SKJ - TERMEJÄ

Käytännön radiotekniikkaa: Epälineaarinen komponentti ja signaalien siirtely taajuusalueessa (+ laboratoriotyön 2 esittely)

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

MultiPlus-II 48/3000/ V (aiempi tuotenimi: MultiGrid-II)

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA 1

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

A / D - MUUNTIMET. 2 Bittimäärä 1. tai. A / D muunnin, A/D converter, ADC, ( Analog to Digital Converter )

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 13: Rajapintaehdot ja siirrosvirta

Digitaalinen signaalinkäsittely Desibeliasteikko, suotimen suunnittelu

Radioamatöörikurssi 2013

Ohjelmoitava päävahvistin WWK-951LTE

DEE Sähkötekniikan perusteet

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

VIM RM1 VAL / SKC VIBRATION MONITOR RMS-MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. VIM-RM1 FI.docx / BL 1(5)

Supply jännite: Ei kuormaa Tuuletin Vastus Molemmat DC AC Taajuus/taajuudet

Radioamatöörikurssi 2015

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Induktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Taitaja semifinaali 2010, Iisalmi Jääkaapin ovihälytin

Transkriptio:

Lukittuminen Suljettu silmukka Lähtien tilanteesta, jossa > ja ( ) =0. Hetken ajan se tuottaa silmukkasuodattimen ulostuloon positiivisen jännitteen v olp, joka kasvattaa oskillaattorin lähtötaajuutta eli. Tämä toistuu, tuoden joka kierrolla näitä taajuuksia lähemmäs toisiaan, kunnes ne lukittuvat. Sama toimii myös, jos <, jolloin v olp on negatiivinen. Kuva 1. Jännitteet ennen kertojaa v in >v out (yllä) Jännitteiden tulo (alla): nähdään, että v p on positiivinen, koska vaaka-akselin yläpuolella on enemmän pinta-alaa kuin alapuolella Kuva 2. PLL - Synchronous Frame PLL (SF-PLL) Käytetään kolmivaihesysteemeillä. - PQ-PLL Perustuu reaali- ja imaginääritehoteoriaan (power theory). - Sinusoidal Signal Integrator PLL (SSI-PLL) Toimii hyvin jännitteen vääristyessä. - Double Synchronous Frame PLL (DSF-PLL) Pystyy poistamaan perinteisen SF-PLL:n havaintovirheet.

Muita PLL-tyyppejä: - Double second order generalized integrator PLL (DSOGI-PLL) - Enhanced phase-locked loop (EPLL) - Three-phase magnitude phase locked loop (3MPLL) - Quadrature PLL (QPLL) - Multirate PLL (MR-PLL) - Adaptive PLL (APLL) - Adaptive linear combiner (ALC-PLL) Avoin silmukka PLL:n lisäksi vaihe voidaan lukita myös muilla metodeilla, esimerkiksi: - ZCD (zero-crossing-detection ) metodia voidaan käyttää stabiileille sinimuotoisille signaaleille. Ensimmäinen lohko etsii sisääntulon nollia. Herkkä häiriölle. - Space Vector Method (SV) - Weighted least-squares estimation Method (WLSE) Lukittumisen varmistamisen strategiat 1. Oskillaattori (VCO) voidaan valita tai suunnitella niin, että sen säätöalue on riittävän kapea. 2. Oikealla taajuudella pyyhkäistään oskillaattorin ohjausjännitettä ja suljetaan silmukka. 3. Tehdään silmukkasuodattimen kulmataajuus ohjelmoitavaksi, jolloin sieppausetäisyyttä voidaan kasvattaa lukittumisen ajaksi. 4. Silmukkaan lisätään taajuusvertailija, jolloin PLL toimii kuten taajuuslukittu silmukka lukittumisprosessin alussa.

Varauspumppu-PLL ja vaihetaajuusvertailija Varauspumppu-PLL Varauspumppu-PLL:n vaihevertailijan toiminta perustuu saapuvien signaalien nousevien reunojen vertailuun (diskreettiaikainen silmukka). Varauspumppu joko syöttää tai nielee virtaa pulssien Q_a ja Q_b (kuvassa 1 _ref ja _osc) ajan. Lähtösignaaliksi voidaan tulkita joko varaus tai keskimääräinen virta. Koska vaihevertailijaan voidaan yhdistää myös taajuusvertailu, silmukka saadaan lukittumaan varmasti oikeaan kohtaan. Muita etuja ovat matala referenssivuoto sekä ääretön silmukkavahvistus DC:llä. Lähdöt Q_a ja Q_b voitaisiin yhdistää esimerkiksi differentiaalivahvistimella, mutta tämä on kohinainen ratkaisu. (PFD:stä enemmän seuraavassa) Vaihevertailija (PD), vaihetaajuusvertailija (PFD) Vaihevertailija (PD) on vaihelukitun silmukan osa, jonka tehtävänä on tuottaa lähtö- ja referenssisignaalien vaihe-eroon perustuvaa signaalia. Vaihevertailija voidaan toteuttaa monella eri tavalla, mm. kertojalla, balansoidulla sekoittimella tai XOR-logiikkapiirillä. Vaihevertailijoilla on usein ajallinen lineaarinen alue, jolloin liian suuri muutos tulotaajuudessa tai jakosuhteessa saattaa purkaa silmukan lukon (eivät esim. riitä vaihelukkoon, jonka VCO:n generoima taajuusalue on yli oktaavin, koska sama lukkiutumiskriteeri löytyy 360 vaihe-eron välein). Vaihetaajuusvertailijat (PFD) ovat mutkikkaampia rakenteita, jotka toimivat tulevien taajuuksien poiketessa taajuusvertailijoina ja taajuuksien täsmätessä vaihevertailijoina. PFD:n toiminta perustuu logiikkaportteihin

jotka on kytketty toisiinsa. Saapuvat signaalit A ja B asettavat ulostuloja Q A ja Q B signaalien A ja B nousevien reunojen mukaan. Kuva 2: Vaihetaajuusvertailija logiikkaporteilla Kun signaalin A taajuus on suurempi signaalin B:

Kun taajuudet ovat yhtä suuret: Liittämällä ulostulot Q A ja Q B varauspumppuun ja silmukkasuodattimeen saadaan aikaiseksi ohjaussignaali VCO:lle. Kytkemällä varauspumpun ulostulon rinnalle kondensaattori saadaan aikaiseksi vaiheerointegraattori (kts. kuva 1). Jotta PFD toimii ei-diskreeteillä signaaleilla, on 0 << ref. Käytännön toteutuksesta: Näitä ei kannata yrittääkään tehdä itse hajalogiikasta, vaan käyttää valmiita IC piirejä, esim. MC4044/MC4344 (Klassikko TTL piiri, toinen vertailija toistuvalla lukkiuma-alueella ±180, toinen tekee myös taajuusvertailun). Varauspumppu-PLL vs Vaihevertailija Varauspumppu-PLL +hyvä ohjelmoitavuus (silmukan taajuusvastetta voidaan helposti muokata) +matala referenssivuoto +PFD:en yhdistettynä ei ongelmia lukittumisen kanssa -Takaisinkytkentä toimii vain nousevilla reunoilla Vaihevertailija (tässä kertoja) -mahdollisuus lukittua väärään kohtaan -synnyttää aina periodista häiriötä -Säätöaskel ei pysy vakiona koko alueella (epälineaarisuus) -Lähdön merkki muuttuu huipun ylityksen jälkeen (epämonotonisuus) Lähteet: http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=04771141 http://seit.unsw.adfa.edu.au/staff/sites/hrp/teaching/electronics4/docs/pll/plljune03.pdf http://wiki.ham.fi/vaihevertailija (kts. 15.4.2012)