Faselåst sløyfesystem i kommunikasjonssystemer med applikasjoner

I vårt daglige liv bruker vi å kommunisere med andre ofte ved hjelp av flere typer kommunikasjonssystemer . Dette kommunikasjonssystemet kan klassifiseres i forskjellige typer, for eksempel et radiokommunikasjonssystem, telekommunikasjonssystem, Trådløst kommunikasjonssystem , Optisk kommunikasjonssystem, og så videre. For at alle disse kommunikasjonssystemene skal fungere effektivt, trenger vi noen få styringssystemer som en faselåst sløyfe, samarbeidskontroll, nettverksstyring og så videre.

Hva er Phase-Locked Loop (PLL)?

Faselåst sløyfe brukes som et kontrollsystem for å kontrollere forskjellige operasjoner i mange kommunikasjonssystemer, datamaskiner og mange elektroniske applikasjoner . Den brukes til å generere et utgangssignal som har en fase relatert til inngangssignalfasen.

Det finnes forskjellige typer PLLer som Analog eller Lineær PLL, Digital PLL, Programvare PLL, Neuronal PLL og all digital PLL.

Faselåst sløyfedrift

I kommunikasjonssystemer kan PLL-operasjonen forklares ved å vurdere analoge og digitale systemer .

Analog faselåst sløyfe i kommunikasjonssystemer

I utgangspunktet er PLL en form for servosløyfe og en grunnleggende PLL består av tre hovedelementer, nemlig fasekomparator / detektor, sløyfefilter og spenningsstyrt oscillator .

Fase låst sløyfe

Hovedkonseptet bak PPL-operasjonen er sammenligning av fasene til to signaler (generelt sammenlignes inngangs- og utgangssignalfaser). Således kan faseforskjellen mellom inngangs- og utgangssignalet brukes til å kontrollere sløyfefrekvensen. Selv om matematisk analyse er veldig komplisert, men operasjonen av PLL er veldig enkel.

I mange kommunikasjonssystemer brukes PLL til forskjellige formål:

• For å følge fasen eller frekvensmodulering , den brukes som Demodulator.
• Å spore eller synkronisere de to signalene med forskjellige frekvenser.
• For å fjerne store lyder fra små signaler.

Figuren nedenfor viser grunnleggende PLL som består av fasedetektor, spenningsstyrt oscillator (VCO), sløyfefilter.

Den spenningsstyrte oscillatoren til PLL produserer et signal, og dette signalet fra VCO blir gitt til fasedetektoren. Fasedetektoren sammenligner dette signalet med referansesignalet og produserer dermed en feilspenning eller differansespenning. Dette feilsignalet til fasedetektoren blir matet til lavpassfilteret for å fjerne høyfrekvente elementer i signalet - hvis noe, og for å styre mange egenskaper av sløyfen. Deretter mates utgangen til sløyfefilteret for å levere innstillingsspenningen for kontrollterminalen til den spenningsstyrte oscillatoren.

Endringen i denne innstillingsspenningen registreres for å redusere faseforskjellen mellom de to signalene (inngang og utgang) og dermed frekvensen mellom dem. I utgangspunktet låser ikke PLL, og feilspenningen drar VCO-frekvensen mot referansen til feilen ikke kan reduseres ytterligere, og deretter blir sløyfen låst.

Den faktiske feilen mellom de to signalene (inngang og utgang) er redusert til svært små nivåer ved hjelp av en forsterker i mellom den spenningsstyrte oscillatoren og en fasedetektor. Hvis PLL er låst, vil det produseres en feilspenning i steady-state. Denne steady-state feilspenningen representerer at det ikke er noen faseforskjellendring mellom referansesignalet og VCO. Dermed kan vi si at frekvensen til de to signalene (inngangs- og utgangssignaler) er nøyaktig den samme.

Digital Phase Locked Loop i kommunikasjonssystemer

Generelt består analoge PLLer av en analog-fasedetektor, spenningsstyrt oscillator og lavpasfilter. Tilsvarende består den digitale faselåste sløyfen av en digitalfasedetektor, a seriellskiftregister , et stabilt lokalt klokkesignal.

Digital faselåst sløyfe

De digitale inngangssamplene ekstraheres fra det mottatte signalet, og disse samplene mottas av det serielle skiftregisteret, som drives av klokkepulser levert fra et lokalurssignal. En fasekorrigeringskrets som tar lokal klokke brukes til å regenerere et stabilt klokkesignal i fase med det mottatte signalet ved langsom fasejustering for å matche den mottatte signalfasen.

Denne justeringen kan gjøres basert på en høyhastighetsprøve av hver bit ved hjelp av en korreksjonslogikk. Den mottatte signalprøven oppnådd ved samplingen av det mottatte signalet ved lokal klokkehastighet plasseres i skiftregisteret.

Den nødvendige fasejusteringen kan oppdages ved å observere settet med prøver av det mottatte signalet. De to klokkene sies å være i fase hvis og bare hvis sentrum av den mottatte biten ligger i sentrum av skiftregisteret. Fasejustering er ment å kompensere hvis den regenererte klokken henger eller leder referansesignalet.

Anvendelse av faselåst sløyfe

• PLL-er blir ofte brukt for formålet med synkronisering og for bitsynkronisering, symbolsynkronisering, sammenhengende demodulering og terskelforlengelse i romkommunikasjon.
• De frekvensmodulerte signalene kan demoduleres ved hjelp av PLL.
• Den nye frekvensen som er et multiplum av referansefrekvensen i radiokommunikasjonssendere og syntetiseres ved å opprettholde stabiliteten til referansefrekvensen med ny frekvens kan oppnås ved PLL.
• Det er mange applikasjoner for PLL i mange kommunikasjonssystemer, datamaskiner og mange elektroniske kretser .
• Nedenstående anvendelse av PLL beskriver bruken av PLL som spenning til frekvensomformer .

Voltage to Frequency Converter (VFC) ved bruk av en PLL

I kommunikasjonssystemer er det nødvendig å sende signaler (vurder et analogt signal her) til en lang avstand med full nøyaktighet. For dette formål brukes en spennings-til-frekvensomformer, da det er enkelt å sende et frekvenssignal uten å forårsake forstyrrelser over lang avstand ved hjelp av optiske isolatorer, koaksiale eller tvinnede parlinjer, radiolenker, lenker til optiske fibre .

Det er to typer spennings-til-frekvensomformere, nemlig multivibratortype VFC og ladebalansetype VFC.

Multivibrator type VFC

Multivibrator VFC

I multivibratortypen VFC blir kondensatoren ladet og utladet ved hjelp av strømmen som oppnås fra inngangsspenningen. Stabil referanseinngang er gitt for å stille bryterterskler, og utgangsfrekvensen er proporsjonal med inngangsspenningen og har enhetsmerke-mellomrom-forhold.

Charge Balance type VFC

Charge Balance VFC

Ladningsbalansen VFC består av en integrator, en komparator og en presisjonsladekilde. Hver gang en inngang blir gitt til integratoren, blir den ladet, og hvis utgangen fra denne integratoren når komparatorterskelen, blir ladningskilden utløst og fast ladning fjernes fra integratoren. Den ladede fjernede hastigheten må være lik den ladede hastigheten slik at ladekildens utløste frekvens og inngangen til integratoren vil være proporsjonal med hverandre.

Dermed gir denne artikkelen en kort beskrivelse av faselåst sløyfesystem i kommunikasjonssystemet. Videre kan denne artikkelen utvides teknisk basert på dine forslag og spørsmål. Derfor kan du henvende oss til teknisk assistanse ved å legge ut kommentarene nedenfor.