En el nostre dia a dia, solem comunicar-nos amb altres persones amb freqüència mitjançant diversos tipus de sistemes de comunicació . Aquest sistema de comunicació es pot classificar en diferents tipus, com ara un sistema de radiocomunicació, un sistema de telecomunicacions, Sistema de comunicació sense fils , Sistema de comunicació òptica, etc. Perquè tots aquests sistemes de comunicació funcionin de manera eficient, necessitem alguns sistemes de control, com ara un bucle de bloqueig de fase, control cooperatiu, control en xarxa, etc.

Què és el bucle bloquejat per fases (PLL)?

El bucle bloquejat de fase s'utilitza com a sistema de control per controlar diferents operacions en molts sistemes de comunicació, ordinadors i molts aplicacions electròniques . S'utilitza per generar un senyal de sortida que té una fase relacionada amb la fase del senyal d'entrada.

Hi ha diferents tipus de PLL, com ara PLL analògic o lineal, PLL digital, programari PLL, neuronal PLL i tots els PLL digitals.

Operació de bucle bloquejat de fase

En els sistemes de comunicació, es pot explicar el funcionament del PLL sistemes analògics i digitals .

Bucle analògic de bloqueig de fase en sistemes de comunicació

Bàsicament, PLL és una forma de servo bucle i un PLL bàsic consta de tres elements principals, a saber, comparador de fase / detector, filtre de bucle i oscil·lador controlat per tensió .

Bucle de fase bloquejat

El concepte principal darrere de l’operació PPL és la comparació de les fases de dos senyals (generalment es comparen les fases de senyal d’entrada i sortida). Per tant, la diferència de fase entre el senyal d’entrada i de sortida es pot utilitzar per controlar la freqüència del bucle. Tot i que l’anàlisi matemàtica és molt complicat, el funcionament del PLL és molt senzill.

En molts sistemes de comunicació, PLL s'utilitza per a diferents propòsits:

Per seguir la fase o modulació de freqüència , s'utilitza com a desmodulador.
Per fer un seguiment o sincronització dels dos senyals amb freqüències diferents.
Per eliminar sorolls grans de petits senyals.

La figura següent mostra el PLL bàsic que consisteix en detector de fase, oscil·lador controlat per tensió (VCO), filtre de bucle.

L'oscil·lador controlat per tensió de PLL produeix un senyal i aquest senyal del VCO es dóna al detector de fase. El detector de fase compara aquest senyal amb el senyal de referència i, per tant, produeix una tensió d'error o tensió diferencial. Aquest senyal d'error del detector de fase s'alimenta al filtre de pas baix per eliminar els elements d'alta freqüència del senyal -si n'hi ha, i per governar moltes propietats del bucle. A continuació, la sortida del filtre de bucle s’alimenta per subministrar la tensió d’ajust del terminal de control de l’oscil·lador controlat per tensió.

El canvi d’aquest voltatge d’ajustament es percep per reduir la diferència de fase entre els dos senyals (entrada i sortida) i, per tant, la freqüència entre ells. Inicialment, el PLL no es bloqueja i el voltatge d'error arrossega la freqüència de VCO cap a la referència fins que l'error no es pot reduir més i després es bloqueja el bucle.

L'error real entre els dos senyals (entrada i sortida) es redueix a nivells molt petits mitjançant un amplificador entre l'oscil·lador controlat per tensió i un detector de fase. Si el PLL està bloquejat, es produirà un voltatge d'error en estat estacionari. Aquest voltatge d'error en estat estacionari representa que no hi ha cap canvi de diferència de fase entre el senyal de referència i el VCO. Per tant, podem dir que la freqüència dels dos senyals (senyals d’entrada i sortida) és exactament la mateixa.

Bucle bloquejat de fase digital en sistemes de comunicació

En general, els PLL analògics consisteixen en un detector de fase analògica, un oscil·lador controlat per tensió i un filtre de pas baix. De la mateixa manera, el bucle bloquejat de fase digital consisteix en un detector de fase digital, a registre de desplaçament en sèrie , un senyal de rellotge local estable.

Bucle bloquejat de fase digital

Les mostres d’entrada digital s’extreuen del senyal rebut i aquestes mostres les rep el registre de desplaçament en sèrie, que és impulsat per polsos de rellotge subministrats des d’un senyal de rellotge local. Un circuit corrector de fases que pren rellotge local s’utilitza per regenerar un senyal de rellotge estable en fase amb el senyal rebut mitjançant un ajust de fase lent per fer coincidir la fase de senyal rebuda.

Aquest ajust es pot fer basant-se en una mostra d'alta velocitat de cada bit mitjançant una lògica de correcció. La mostra de senyal rebuda obtinguda pel mostreig del senyal rebut a velocitat de rellotge local es col·loca al registre de desplaçament.

L'ajust de fase requerit es pot detectar observant el conjunt de mostres del senyal rebut. Es diu que els dos rellotges estan en fase si i només si el centre del bit rebut es troba al centre del registre de desplaçament. El regulador de fase està pensat per compensar si el rellotge regenerat es queda enrere o condueix el senyal de referència.

Aplicació del bucle bloquejat de fase

Els PLL s’utilitzen amb freqüència per a la sincronització i per a la sincronització de bits, sincronització de símbols, demodulació coherent i extensió de llindars en la comunicació espacial.
Els senyals modulats en freqüència es poden demodular mitjançant el PLL.
La nova freqüència que és un múltiple de freqüència de referència en transmissors de comunicacions per ràdio , i sintetitzat mantenint l'estabilitat de la freqüència de referència amb una nova freqüència que poden aconseguir els PLL.
Hi ha nombroses aplicacions per a PLL en molts sistemes de comunicació, ordinadors i molts circuits electrònics .
La següent aplicació de PLL descriu l'ús de PLL com a tensió a convertidor de freqüència .

Convertidor de tensió a freqüència (VFC) mitjançant un PLL

En sistemes de comunicació, és necessari enviar senyals (considerem aquí un senyal analògic) a una llarga distància amb total precisió. Per a aquest propòsit, s’utilitza un convertidor de tensió a freqüència, ja que és fàcil enviar un senyal de freqüència sense causar interferències a gran distància mitjançant aïlladors òptics, línies coaxials o de parell trenat, enllaços de ràdio, enllaços de fibra òptica .

Hi ha dos tipus de convertidors de tensió a freqüència, a saber tipus multivibrador VFC i saldo de càrrega tipus VFC.

Multivibrador tipus VFC

VFC multivibrador

En el multivibrador tipus VFC, el condensador es carrega i descarrega utilitzant el corrent obtingut de la tensió d'entrada. Es proporciona una entrada de referència estable per establir llindars de commutació i la freqüència de sortida és proporcional a la tensió d’entrada i té una relació marca-espai d’unitat.

Saldo de càrrega tipus VFC

Saldo de càrrega VFC

El balanç de càrrega VFC consisteix en un integrador, un comparador i una font de càrrega de precisió. Sempre que es dóna una entrada a l’integrador, es carrega i si la sortida d’aquest integrador arriba al llindar del comparador, la font de càrrega s’activa i es fixa la càrrega. s’elimina de l’integrador. La taxa de càrrega eliminada ha de ser igual a la taxa de càrrega subministrada de manera que, la freqüència de la font de càrrega activada i l’entrada a l’integrador siguin proporcionals entre si.

Per tant, aquest article proporciona una breu descripció sobre el sistema de bucle bloquejat de fase en el sistema de comunicació. A més, aquest article es pot ampliar tècnicament en funció dels vostres suggeriments i consultes. Per tant, podeu contactar amb nosaltres per obtenir assistència tècnica publicant els vostres comentaris a continuació.