J'ai une question sur les PLL. Le but de PLL est d'obtenir deux signaux avec les mêmes fréquences (il peut y avoir un décalage de phases, si je comprends bien). Donc, dans ce cas, pourquoi utilisez-vous un détecteur de phase pour comparer les phases, et PAS seulement pour comparer les fréquences?
Merci
Réponses:
Dans la plupart des cas, la meilleure façon de savoir si la fréquence de la forme d'onde de rétroaction correspond précisément à la fréquence de la forme d'onde de référence est d'observer si les deux formes d'onde conservent une relation de phase fixe. Si la fréquence de la forme d'onde de rétroaction est légèrement supérieure à celle de l'onde de référence, sa phase conduira celle de la forme d'onde de référence d'une quantité croissante à chaque cycle. De même si sa fréquence est inférieure à la référence, sa phase sera retardée à chaque cycle. Si la forme d'onde de référence est raisonnablement stable, essayer de maintenir un verrouillage de phase donnera un verrouillage de fréquence très stable.
Il y a des moments où le maintien d'un verrouillage de phase est difficile ou contre-productif, comme si l'on a besoin de générer une fréquence stable dont la moyenne à long terme correspond à celle d'une référence de "warbling". Dans ce cas, le fait qu'une boucle verrouillée en fréquence ne puisse pas suivre la fréquence de référence aussi étroitement qu'une boucle verrouillée en phase ne serait pas un inconvénient, car le but de la boucle dans ce cas serait d'éviter le gauchissement dans la référence transmise à la sortie. En général, cependant, la réponse plus serrée des boucles à verrouillage de phase est préférable à la réponse plus lâche des boucles à verrouillage de fréquence.
Sous un angle plus théorique, la fréquence est la dérivée temporelle de la phase. De manière équivalente, la phase est l'intégrale temporelle de la fréquence. Ainsi, lorsqu'un détecteur de phase est utilisé pour contrôler la fréquence via un VCO, il y a une intégration autour de la boucle. Ou, en gros, un effet de filtrage passe-bas.
Comme le fait remarquer Supercat, l'avantage obtenu est le rejet des "gazouillements" ou même des pépins dans la référence.
Il y a de nombreuses années, avec une abeille fraîchement fabriquée, j'ai utilisé une PLL pour résoudre un problème où des problèmes sur l'horloge du fond de panier, dus, par exemple, à des cartes enfichables à chaud (il s'agissait d'un support de boucle numérique), provoquaient une carte particulièrement sensible à "verrouiller", abandonnant tout appel actif en cours. La PLL a rejeté les problèmes, produisant une horloge stable pour la carte de ligne, qui, en moyenne, était verrouillée en fréquence sur l'horloge du fond de panier.
Je pense que la raison principale est que la phase peut être mesurée instantanément en un temps presque nul, alors que la fréquence comme dans les détecteurs de phase de type II intégrés dans de nombreuses bibliothèques PLL et puces PLL nécessite au moins un cycle d'horloge. et si vous utilisez des données, la fréquence du signal peut ne pas être facile à extraire. La présence de problèmes entraîne également des erreurs.
La réalité est que la détection F donne un temps de capture plus rapide en raison du manque de rétroaction positive lorsqu'un cycle saute pour devenir une rétroaction positive pour les détecteurs de phase de type I tels que les portes OU exclusives ou les mélangeurs de phase à multiplicateur de diodes ou de transistors. mais ceux-ci sont plus à l'abri des pépins et ignorent les fausses transitions.
Les détecteurs sensibles aux bords, qu'ils soient compteurs de phase ou de cycle ou de détection de fréquence, ne sont pas à l'abri des pépins et ne correspondent pas aux signaux d'entrée bruyants, mais très utiles pour la mise à l'échelle de fréquence PLL avec une large erreur de fréquence d'entrée pour la synthèse d'horloge lorsque les détecteurs de phase analogiques ou de type I ont plus de difficulté dans une large plage de capture sans augmenter la bande passante et le gain de boucle.
Mon PLL préféré était de capturer des données bruyantes sur un intervalle de suppression verticale (VBI) inutilisé du téléviseur. Les données étaient une simple NRZ de 4 Mo / s pour une ligne de données par champ. ou 1 / 120e de seconde pour NTSC. Le VCXO a été converti en un signal en dents de scie et les données ont été diffusées analogiquement là où du bruit pouvait être présent. Les données ont été filtrées pour être augmentées en cosinus pour éliminer l'ISI et différenciées pour produire des impulsions à un coup qui échantillonneraient la phase du signal en dents de scie, puis resteraient jusqu'à la transition de bit suivante. Il était suffisamment stable pour rester synchronisé d'un champ à l'autre, mais pouvait corriger l'erreur de phase à moins de 1%. Nous l'avons utilisé pour diffuser cycliquement des jeux exécutables pour les VIC-20 de TRS-80 au début des années 80, de sorte qu'il semblait être un modem bidirectionnel qui n'était qu'un serveur envoyant tous les jeux à sélectionner rapidement (petits fichiers à l'époque)
Le signal du détecteur de phase utilisant le circuit S&H produit toujours un signal d'erreur qui est le double du signal échantillonné ... dans mon cas, un signal aigu en dents de scie. À une erreur de phase nulle. les bords des données étaient alignés avec le milieu de la dent de scie.
D'un point de vue mathématique, les détecteurs de phase ne comparent pas les phases des signaux. Habituellement, les détecteurs de phase produisent des fonctions non linéaires (par exemple, sin, dent de scie, tas d'impulsions) qui, dans une certaine approximation, ne dépendent que de la différence de phase entre deux signaux. La dynamique non linéaire compliquée du système de trous (VCO + détecteur de phase + filtre) force la boucle à verrouillage de phase à synchroniser la fréquence du VCO avec la fréquence d'entrée. Différentes modifications des PLL sont utilisées pour améliorer les caractéristiques de performance ( plages de maintien, de maintien et de verrouillage des circuits basés sur PLL: définitions mathématiques rigoureuses et limites de la théorie classique.) pour synchroniser les fréquences plus rapidement et de manière plus robuste. L'un des détecteurs de phase les plus populaires est le détecteur de fréquence de phase (PFD), conçu pour utiliser la différence de fréquence des signaux afin d'améliorer ces caractéristiques. Une bonne vue d'ensemble mathématique des modèles PLL analogiques est donnée dans la boucle à verrouillage de phase: modèles non linéaires et limites de la théorie classique