Ero sivun ”Vaihelukittu silmukka” versioiden välillä

Versio 21. marraskuuta 2005 kello 04.03

Tämä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Radioamatööriwikiä laajentamalla artikkelia.

Vaihelukittu silmukka (Engl: Phase Locked Loop, PLL) on takaisinkytkentää käyttävä tekniikka, jossa oskillaattorin signaalin taajuutta säädetään siten, että se täsmää vertailusignaaliin. Koska vertailu tehdään ns. vaiheilmaisimella, se muuttaa ohjausta niin kauan, että myös oskillaattorin vaihe siirtyy synkroniin vertailusignaalin kanssa.

Yksinkertaisimmillaan kyse on siis oskillaattorista, joka toistaa refrenssin taajuutta ja vaihetta. Silloin vertailijan lähtösignaali ei muuta oskillaattorin toimintataajuutta, eikä näin sen vaihettakaan. Tätä voidaan käyttää hyväksi mm. FM-ilmaisimessa, jossa tarkoitus on toistaa lähettimen FM-modulaattorin ohjaussignaali.

Mutkikkaammilla vertailumekanismeilla saadaan VCO:n taajuuden (ja vaiheen) suhdetta muutettua jopa melko mielivaltaisesti vertailusignaaliin nähden. Ks. Taajuussynteesi.

@@ Rivi 3: / Rivi 3: @@
 '''Vaihelukittu silmukka''' (Engl: ''Phase Locked Loop, PLL'') on
 [[Takaisinkytkentä|takaisinkytkentää]] käyttävä tekniikka, jossa
-oskillaattorin signaalin taajuutta ja vaihetta säädetään siten,
+oskillaattorin signaalin taajuutta säädetään siten, että se täsmää
-että se seuraa vertailusignaalia jossain määriteltävässä suhteessa.
+vertailusignaaliin.
+Koska vertailu tehdään ns. vaiheilmaisimella, se muuttaa ohjausta
+niin kauan, että myös oskillaattorin vaihe siirtyy synkroniin
+vertailusignaalin kanssa.
+Yksinkertaisimmillaan kyse on siis oskillaattorista, joka toistaa
+refrenssin taajuutta ja vaihetta.
+Silloin vertailijan lähtösignaali ei muuta oskillaattorin
+toimintataajuutta, eikä näin sen vaihettakaan.
+Tätä voidaan käyttää hyväksi mm. [[FM#PLL-ilmaisin|FM-ilmaisimessa]],
+jossa tarkoitus on toistaa lähettimen
+[[FM#FM_modulaattori|FM-modulaattorin]] ohjaussignaali.
-== Yksinkertainen PLL: FM-ilmaisin ==
+Mutkikkaammilla vertailumekanismeilla saadaan VCO:n taajuuden
-Yksinkertaisimpia vaihelukitun silmukan käyttötarkoituksia on
+(ja vaiheen) suhdetta muutettua jopa melko mielivaltaisesti
-[[FM#PLL-ilmaisin|FM-ilmaisin]].
+vertailusignaaliin nähden.
+Ks.  [[Taajuussynteesi]].
- (TODO: kytkentäkuvia)
-[[Kuva:hamwiki-fm-pllilmaisin.png]]
-Siinä välitaajuinen vastaanotettu [[FM|FM signaali]] verrataan
-vaihevertailijalla paikallisella [[VCO|VCO:lla]] tuotettuun
-signaaliin ja vertailun tulos ohjaa varauspumppua joka säätää
-[[VCO|VCO:n]] ohjausjännitettä.
-[[FM#PLL-ilmaisin|FM-ilmaisimen]] kiinnostava signaali on itse
-asiassa juuri tuo [[VCO|VCO:n]] ohjausjännite.
-== Taajuussynteesi PLL:llä ==
-Haluttaessa tuottaa taajuus joka on jossain kiinteässä
-kokonaislukusuhteessa vertailutaajuuteen, se voidaan
-yksinkertaisimmillaan tehdä jakamalla vertailijan ja varauspumpun
-ohjaaman [[VCO|VCO:n]] lähtösignaali kokonaislukujakajalla.
-Näin on helpohkoa tehdä vertailutaajuuden täsmällinen monikerta.
-  (TODO:kertaa-N-synteesin kuva)
-Koskapa radion kanavavälinä esim. 1 MHz on hieman "hankala", yleensä
-vertailutaajuus on varhaisissa rakenteissa laskettu alemmas, nimittäin
-haluttuun kanavaväliin.
-  (TODO:2.5 kHz resoluution 144 MHz synteesi)
-Matalalla vertailutaajuudella on kuitenkin haittansa, silmukkavaste
-pitää laskea kovin hitaaksi, jne.
-Oskillaattori ei siis virity halutulle lähtötaajuudelle kovin nopeasti,
-mikä ei radioamatöörin puhekäytössä haittaa, mutta GSM-puhelinten
-on kyettävä hyppäämään taajuudelta toiselle varsin ketterästi muutamassa
-mikrosekunnissa, eikä useammassa millisekunnissa.
-Tästä ongelmasta päästään joko käyttämällä numeerista
-oskillaattoria (NCO, [[DDS]]) tai nostamalla vertailutaajuutta
-reilusti. Korkea vertailutaajuus parantaa myös kantoaallon läheistä
-spektripuhtautta, jonka käyttöön on näin omat hyvät syynsä, vaikkakin
-lopputuloksena on hieman karkea taajuushyppelykyky.
-GSM-tekniikassa on paljon käytetty myös kahden synteesin tekniikkaa,
-eli kun yhden synteesin taajuuden asettuminen saadaan alle yhden
-aikavälin mittaiseksi, voidaan synteesejä vuorotella, kun tiedetään
-että mitä kohdetaajuutta halutaan seuraavassa aikavälissä käyttää.
-=== Fractional-N synteesi ===
- TODO!
-=== Korkean vertailutaajuuden PLL ===
-Vertailutaajuuden pitää olla (melkein aina) korkeampi, kuin
-refrenssinä olevan ohjaavan signaalin suurin sivunauhan
-taajuuskomponentti.  Jos haluttu kaista on vaikkapa 1 MHz,
-peukalosääntönä voi pitää, että vertailutaajuuden pitää
-olla ainakin 10 kertainen: 10 MHz.
-Vaihevertailu tehdään siis 10 MHz:lla ja [[VCO|VCO:n]] ohjaavan
-signaalin kaistaleveys on tuon 10 MHz.
-Sillä ohjataan [[VCO|VCO:ta]], jonka lähtötaajuus on ainakin
-kertainen, eli ainakin 100 MHz.
-=== Lähispektripuhdas PLL ===
-Korkeaa lähispektripuhtautta haettaessa
-(mm. [[software-radio]]-käytössä) säädettävä
-karkeahkolla askelluksella oleva lähispektripuhdas
-refrenssistä johdettu kantoaalto saadaan tekemällä
-vertailu vaikkapa 100 MHz taajuudella ja ohjaamalla
-VCO:ta, jonka lähtötaajuus on GHz-alueella.
- (todo: lähispektripuhtauden merkitys)
-Koska VCO:illa on aina hieman suttuinen lähispektri,
-eikä sen suodattaminen auta (etenkään jos halutaan
-useampia taajuuksia) pitää käyttää toista kikkaa:
-Käyttämällä laadukasta digitaalista jakajaa, saadaan
-kantoaallon lähispektriä kavennettua samalla kun sen
-taajuus pienenee.  Jakajien lähtötaajuuden 2+ harmooniset
-eivät ole varsinainen ongelma, sillä ne ovat kiinnostavan
-taajuusalueen ulkopuolella ja ne on mahdollista saada
-vaimennettua tavanomaisin LC-suotimin.
-Koska mikään PLL ei kuitenkaan tuota lähispektriltään puhtaampaa
-lähtösignaalia, kuin sen refrenssi on, tällaisen systeemin
-käyttötarve on varsin erikoistunut ja laatua haettaessa pitää
-myös refrenssin olla poikkeuksellisen laadukas.
-Tämä on varsin kallista tekniikkaa, kuten voi arvata.
-Hittite:n tuotelinjasta löytyvin osin tällaisen teko maksaa
-halvimmillaankin noin 100 euroa.

Ero sivun ”Vaihelukittu silmukka” versioiden välillä

Versio 21. marraskuuta 2005 kello 04.03

Navigointivalikko

Haku