Chip 4046 (K564GG1) pentru dispozitive cu retenție de rezonanță - principiul funcționării

Când se creează un dispozitiv electronic de putere cu retenție de rezonanță în circuitul LC, un circuit de control rezonant este proiectat pentru a sincroniza oscilațiile primite cu impulsurile de control provenite de la șofer.

Sarcina acestui controlor este de a păstra oscilațiile rezonante în circuitul LC prin excitarea acestuia în timp cu propriile oscilații. Pentru a realiza acest lucru, controlerul trebuie să primească un semnal din bucla din circuitul care conține date despre frecvența curentă și faza de oscilații libere din acesta, după care, bazându-se pe aceste date, menține etapa driverului în sincronizare cu aceste frecvență și fază, apoi rezonanța în circuit vor fi salvate automat.

Pentru a construi un astfel de controler, este potrivit cipul CD4046 sau omologul său intern K564GG1. Să analizăm dispozitivul acestui microcircuit, scopul concluziilor sale și diagrama de conexiune a componentelor montate, pentru a înțelege cu ce aveți de-a face, dacă este necesar.

Acest cip vă permite să organizați cu ușurință o buclă PLL - blocată în fază. Pentru a construi un PLL, se folosesc trei blocuri necesare care sunt amplasate în interiorul microcircuitului: un oscilator controlat la tensiune VCO, un comparator cu fază FC și un filtru LPF - pasaj mic.

Încorporat la microcircuit, VCO generează o secvență de impulsuri dreptunghiulare cu acoperire de 50%, adică un meandru pur a cărui frecvență inițială depinde de parametrii a două circuite RC: R1C1 și R2C2 conectate la acesta în afara microcircuitului, iar amplitudinea în acest caz este aproape de tensiunea de alimentare a microcircuitului. U +.

Principiul funcționării PLL

Semnalul de intrare extern este furnizat microcircuitului, de fapt, uneia dintre intrările comparatorului de faze FC (FC1 sau FC2 - dezvoltatorul selectează) din interiorul acestuia. Un meandru produs de VCO este alimentat simultan la a doua intrare FC. Drept urmare, la ieșirea FC se obține un semnal dreptunghiular, durata impulsului în care depinde de diferența dintre impulsurile din VCO și impulsurile externe la fiecare moment al timpului.

De fapt, durata impulsurilor de ieșire cu FC este proporțională cu diferența de fază a celor două semnale comparate. Cert este că elementul logic exclusiv-OR este adesea folosit ca FC, asta înseamnă că la ieșirea FC va exista un nivel de tensiune ridicat numai dacă există o diferență între semnale și dacă nu există nicio diferență, atunci ieșirea de la FC va fi scăzută nivel de tensiune sau stare inactivă.

De la ieșirea FC, semnalul este alimentat într-un filtru de trecere mică, care este un circuit RC simplu, pe condensatorul căruia se obține o tensiune de nepotrivire pulsantă, nivelul de umplere fiind proporțional cu diferența celor două semnale (de la VCO intern și furnizat la microcircuitul din exterior), de fapt - diferența de fază. .

Tensiunea de nepotrivire obținută pe condensatorul LPF este readusă imediat la intrarea VCO și, în funcție de valoarea medie, frecvența VCO va fi reglată automat, astfel încât frecvența meandro la ieșirea sa se apropie de frecvența semnalului extern care vine din exteriorul microcircuitului. La atingerea unei astfel de situații, tensiunea medie în condensatorul filtrului de trecere mică va fi cea mai mică - acesta este un semn al convergenței maxime a celor două semnale în frecvență și fază. Când semnalul este astfel capturat, acesta va continua să fie reținut de bucla PLL.

Limitele reorganizării VCO

După cum ați înțeles deja, frecvența VCO este capabilă să ajusteze într-un anumit interval de auto-reglare. Această gamă este setată de componentele externe ale cipului. Iar viteza de reacție a sistemului PLL este determinată de constanta de timp a NPS (valorile C2 și R3).Din acest motiv, ar trebui să abordați cu strictețe alegerea componentelor montate ale cipului.

Tensiunea de alimentare a microcircuitului, condensatorul C1, precum și rezistențele R1 și R2 determină intervalul de auto-reglare a frecvenței VCO din interiorul microcircuitului. Rezistorul R2 preia frecvența minimă fmin a VCO peste zero. Iar raportul dintre valorile rezistențelor R1 și R2 determină raportul dintre frecvențele maxime și minime - fmax / fmin, semnal de ieșire reglabil de la VCO.

Intrări și ieșiri cip

Concluzia 4 - ieșire semnal a VCO, pe acesta în modul de lucru meandro. Această ieșire poate fi utilizată pentru a furniza un semnal către alte blocuri ale dispozitivului proiectat.

Pinul 5 este responsabil pentru pornirea și oprirea VCO. Atunci când este aplicată o tensiune de nivel înalt la această ieșire, microcircuitul se va opri. Atunci când aplicați un nivel de joasă tensiune (când conectați pinul 5 la firul comun) - microcircuitul va funcționa ca de obicei.

Concluzii 6 și 7. Condensatorul C1 este conectat la acestea - acesta este condensatorul de reglare a frecvenței VCO.

Concluzia 8 - cablul de alimentare comun al cipului.

Rezistorul R1 este între borna 11 și cablul comun. Rezistor R2 - între borna 12 și cablul comun. Acestea sunt rezistențe de reglare a frecvenței. Rezistorul R3 al filtrului de trecere joasă - la pinul 9 și pinul 2 sau 13 (diferența dintre ele va fi discutată mai târziu), condensatorul C2 al filtrului cu pas mic este între pinul 9 și firul comun.

Pinul 10 este ieșirea amplificatorului repetor. Tensiunea de pe acesta în timpul funcționării microcircuitului este tensiunea de nepotrivire furnizată filtrului de trecere mică. Concluzia 10 este concepută astfel încât tensiunea nepotrivită să poată fi, dacă este necesar, izolată cu ușurință, fără a evita condensatorul LPF. La această concluzie, este permisă conectarea unui rezistor cu o rezistență mai mare de 10 kOhm.

Concluzia 15 - pe ea se află catodul diodei Zener încorporate cu o tensiune de stabilizare de 5,6 volți (tensiunea de stabilizare a acestei diode zener poate fi diferită, în funcție de producătorul cipului). Această diodă zener poate fi utilizată opțional în circuitul de alimentare al cipului.

Concluzia 16 - plus puterea cipului.

Intrări și ieșiri ale comparatoarelor de faze FC1 și FC2

Meandro de la ieșirea VCO este preluat de la terminalul 4 și alimentat la terminalul 3, conectat printr-un amplificator-shaper la intrările comparatoarelor de fază FC1 și FC2. Dacă doriți, semnalul de la VCO poate fi transmis opțional printr-un divizor de frecvență.

Intrarea 14 este un semnal de intrare și i se transmite un semnal de intrare, cu care este necesară sincronizarea semnalului de ieșire la ieșirea VCO. În funcție de natura semnalului de intrare, dezvoltatorul poate alege care dintre comparatoarele de fază să folosească: FC1 sau FC2 și să atașeze un rezistor de filtru pasaj scăzut la comparatorul selectat (la pinul 2 sau 13). Comparatorul de faze FC2 are un pin indicator 1, o tensiune de nivel înalt apare pe el atunci când semnalele sunt sincronizate maxim.

O caracteristică a FC1 este faptul că este un simplu element logic exclusiv-OR, iar calitatea funcționării sale depinde de parametrii filtrului de trecere mică la ieșirea sa. Lucrarea începe cu frecvența centrală f0 = (fmax-fmin) / 2, este posibilă captarea armonicilor frecvenței centrale. Are imunitate ridicată la zgomot.

Particularitatea FC2 este că procesează doar diferențele pozitive ale impulsurilor care i-au fost furnizate și, prin urmare, ciclul de funcționare al impulsurilor nu contează. Lucrul începe cu o frecvență minimă fmin, nu există posibilitatea de a capta armonicele frecvenței centrale. Are imunitate scăzută la zgomot. În filtrul cu trecere mică, este necesar un condensator cu un curent de scurgere scăzut. FC2 este mai potrivit pentru utilizarea în circuitele de putere cu rezonanță LC.

Selectarea atașamentelor

Ca filtru de trecere mică a filtrului de trecere mică, sunt instalate o rezistență R3 și un condensator C2. Pentru ca PLL să funcționeze corect, constanta de timp RC trebuie să fie de zece ori mai mare decât frecvența aproximativă de captare PLL.

De regulă, frecvența de captare este cunoscută aproximativ de dezvoltator, prin urmare, acestea sunt stabilite inițial de intervalul de reglare automată a frecvențelor: fmin și fmax. Prima nomogramă determină, ținând cont de tensiunea de alimentare a microcircuitului și de fminul necesar, valorile R2 și C1.Apoi, conform celei de-a doua nomograme, pe baza raportului necesar fmax / fmin, este selectat R1. Este mai bine să oferiți capacitatea de a regla rezistențele din circuit.