Chip 4046 (K564GG1) rezonancia-visszatartású készülékekhez - a működés elve

Amikor az LC áramkörben rezonancia-visszatartással ellátott elektromos elektronikus eszközt hoz létre, egy rezonancia-vezérlő áramkört úgy tervezték, hogy a vett oszcillációkat a meghajtóból származó vezérlőimpulzusokkal szinkronizálja.

Ennek a vezérlőnek a feladata az, hogy rezonancia-rezgéseket tartson az LC-áramkörben azáltal, hogy időben izgatja a saját rezgéseivel. Ennek elérése érdekében a vezérlőnek jelet kell kapnia a hurokból az áramkörből, amely tartalmazza az aktuális frekvenciát és a benne lévő szabad rezgések fázisát, majd ezekre az adatokra támaszkodva a meghajtó stádiumot szinkronban tartja e frekvenciával és fázissal, majd a rezonanciával. az áramkörben automatikusan mentésre kerül.

Egy ilyen vezérlő felépítéséhez a CD4046 chip vagy annak háziasszonya, a K564GG1 megfelelő. Nézzük meg ennek a mikroáramkörnek az eszközét, következtetéseinek célját és a felszerelt alkatrészek csatlakoztatási rajzát, hogy szükség esetén megértsük, mi a dolgod.

Ez a chip lehetővé teszi a PLL - fázissal zárolt hurok könnyű megszervezését. A PLL felépítéséhez három szükséges blokkot kell használni, amelyek a mikroáramkörben helyezkednek el: VCO - feszültségvezérelt oszcillátor, FC - fázis-komparátor és LPF - aluláteresztő szűrő.

A mikroáramkörbe beépítve a VCO téglalap alakú impulzusok sorozatát generálja 50% -os lefedettséggel, azaz egy tiszta kanyargót, amelynek kezdeti frekvenciája két RC áramkör paraméterétől függ: R1C1 és R2C2, amely hozzá van kötve a mikroáramkörön, és az amplitúdó ebben az esetben közel áll a mikroáramkör tápfeszültségéhez. U +.

A PLL működési elve

A külső bemeneti jelet a mikroáramkör táplálja, valójában az FC fáziskomparátor egyik bemenetére (FC1 vagy FC2 - a fejlesztő választja). A VCO által előállított kanyarodást egyidejűleg továbbítják a második FC bemenethez. Ennek eredményeként egy téglalap alakú jelet kapunk az FC kimenetnél, amelynek impulzus időtartama függ a VCO impulzusok és a külső impulzusok különbségétől az egyes időpontokban.

Valójában a kimeneti impulzusok időtartama az FC-vel arányos a két összehasonlított jel fáziskülönbségével. A tény az, hogy az exkluzív-VAGY logikai elemet gyakran FC-ként használják, ez azt jelenti, hogy az FC kimenetnél csak akkor lesz magas feszültségszint, ha különbség van a jelek között, és ha nincs különbség, akkor az FC kimenete alacsony feszültségszint vagy inaktív állapot.

Az FC kimenetéből a jelet egy aluláteresztő szűrőhöz továbbítják, amely egy egyszerű RC áramkör, amelynek kondenzátorán pulzáló eltérési feszültséget kapunk, ahol a hullámosodási szint arányos a két jel különbségével (a belső VCO-ból és kívülről a mikroáramkörhöz), valójában - fáziskülönbség .

Az LPF kondenzátoron kapott eltérési feszültséget azonnal visszajuttatják a VCO bemenetre, és az átlagos értékétől függően a VCO frekvenciáját automatikusan behangolják úgy, hogy a kimeneti járatnál a kanyargó frekvenciája megközelítse a mikroáramkör kívülről érkezõ külsõ jel frekvenciáját. Az ilyen helyzet elérésekor az aluláteresztő szűrő kondenzátora közötti átlagos feszültség a legkisebb lesz - ez a két jel frekvencia és fázis maximális konvergenciájának jele. Amikor a jelet így rögzítik, akkor azt továbbra is a PLL hurok tartja.

A VCO átszervezésének korlátai

Mint már értetted, a VCO frekvencia képes az automatikus hangolás egy bizonyos tartományán belül hangolni. Ezt a tartományt a chip külső komponensei állítják be. A PLL rendszer reakciósebességét az LFF időállandója határozza meg (C2 és R3 értékek).Ezért szigorúan meg kell közelítenie a chip összeszerelt alkatrészeit.

A mikroáramkör tápfeszültsége, a C1 kondenzátor, valamint az R1 és R2 ellenállások meghatározzák a mikroáramkörben a VCO frekvencia önhangoló tartományát. Az R2 ellenállás torzítja a VCO minimális fmin frekvenciáját nulla felett. És az R1 és R2 ellenállások értékei között meghatározzuk a maximális és minimális frekvencia - fmax / fmin, a VCO-ból hangolható kimeneti jel arányát.

Chip bemenetek és kimenetek

4. következtetés - a VCO jelkimenete, rajta munka üzemmódban a kanyargó. Ez a kimenet jel továbbítására használható a tervezett eszköz más blokkjai számára.

Az 5. érintkező felelős a VCO be- és kikapcsolásáért. Ha erre a kimenetre magas feszültséget alkalmaznak, a mikroáramkör kikapcsol. Alacsony feszültségszint alkalmazása esetén (amikor az 5. érintkezőt a közös vezetékhez csatlakoztatja) - a mikroáramkör normál módban fog működni.

6. és 7. következtetés: A C1 kondenzátor csatlakozik hozzájuk - ez a VCO frekvenciabeállító kondenzátora.

8. következtetés - a chip közös tápvezetéke.

Az R1 ellenállás a 11. kapocs és a közös vezeték között van. R2 ellenállás - a 12. kapocs és a közös vezeték között. Ezek frekvenciabeállítási ellenállások. Az aluláteresztő szűrő R3 ellenállása - a 9-es és a 2-es vagy 13-as pin-hez (a különbségről később tárgyalunk), az aluláteresztő szűrő C2 kondenzátora a 9. érintkező és a közös vezeték között van.

A 10. érintkező az erősítő kimenete. A mikroáramkör működése közben rajta lévő feszültség az aluláteresztő szűrőhöz adott eltérés feszültsége. A 10. következtetést úgy tervezték meg, hogy az eltérési feszültség szükség esetén könnyen elkülöníthető legyen az LPF kondenzátor elrendezése nélkül. Ebből a következtetésből megengedett egy ellenállás csatlakoztatása, amelynek ellenállása nagyobb, mint 10 kOhm.

15. következtetés - rajta van a beépített Zener-dióda katódja, stabilizációs feszültsége 5,6 volt (ennek a Zener-diódának a stabilizációs feszültsége eltérhet, a chip gyártójától függően). Ez a zener-dióda opcionálisan felhasználható a chip áramkörében.

16. következtetés - plusz a chip teljesítménye.

Az FC1 és az FC2 fáziskomparátorok bemenetei és kimenetei

A VCO kimeneténél a kanyarodást a 4. kivezetésről veszik át, és a 3. kivezetésbe továbbítják, az erősítő alakítón keresztül az FC1 és az FC2 fázis-komparátorok bemeneteihez csatlakoztatva. Kívánság szerint a VCO-ból érkező jel opcionálisan átvihető egy frekvenciaválasztón.

A 14 bemenet egy jelbemenet, és egy bemeneti jelet továbbítunk hozzá, amellyel szinkronizálni kell a kimeneti jelet a VCO kimenetén. A bemeneti jel jellegétől függően a fejlesztő kiválaszthatja, hogy melyik fáziskomparátort használja: FC1 vagy FC2, és csatlakoztathat egy LPF ellenállást a kiválasztott komparátorhoz (a 2. vagy a 13. pólushoz). Az FC2 fáziskomparátornak van egy indikátor tüske 1, magas szintű feszültség jelenik meg, amikor a jelek maximálisan szinkronizálva vannak.

Az FC1 sajátossága, hogy egy egyszerű exkluzív-VAGY logikai elem, és működésének minősége a kimeneti aluláteresztő szűrő paramétereitől függ. A munka az f0 = (fmax-fmin) / 2 középfrekvenciával kezdődik, lehetséges a középfrekvencia harmonikus értékeinek felvétele. Magas zajszűrő képességgel rendelkezik.

Az FC2 sajátossága az, hogy csak a neki továbbított impulzusok pozitív különbségeit dolgozza fel, ezért az impulzusok ciklusa nem számít. A munka az fmin minimális frekvenciával kezdődik, nincs lehetőség a központi frekvencia harmonikusai rögzítésére. Alacsony zajszint-ellenállású. Az aluláteresztő szűrőben alacsony szivárgási áramú kondenzátorra van szükség. Az FC2 jobban alkalmazható LC rezonanciájú áramkörökben.

Mellékletek kiválasztása

Az aluláteresztő szűrő aluláteresztő szűrőjeként az R3 ellenállás és a C2 kondenzátor van felszerelve. A PLL megfelelő működéséhez az RC időállandónak tízszer nagyobbnak kell lennie, mint a hozzávetőleges PLL rögzítési frekvencia.

A rögzítési frekvencia általában a fejlesztő számára ismert, ezért kezdetben a frekvencia automatikus hangolási tartománya állítja be: fmin és fmax. Az első nomogram - a mikroáram tápfeszültségének és a szükséges fmin figyelembevételével - meghatározza az R2 és a C1 értékeket.Ezután a második nomogram szerint az fmax / fmin szükséges arány alapján R1 kerül kiválasztásra. Jobb biztosítani az áramkör ellenállásainak beállítását.