Sistem Gelung Berkunci Fasa Dalam Sistem Komunikasi dengan Aplikasi

Dalam kehidupan seharian kita, kita sering berkomunikasi dengan orang lain dengan menggunakan pelbagai jenis sistem komunikasi . Sistem komunikasi ini dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis, seperti sistem komunikasi Radio, sistem Telekomunikasi, Sistem komunikasi tanpa wayar , Sistem komunikasi optik, dan sebagainya. Agar semua sistem komunikasi ini dapat beroperasi dengan cekap, kita memerlukan beberapa sistem kawalan seperti gelung terkunci Fasa, kawalan Koperasi, kawalan Rangkaian dan sebagainya.

Apa itu Gelung Berkunci Fasa (PLL)?

Gelung terkunci fasa digunakan sebagai sistem kawalan untuk mengawal operasi yang berbeza di banyak sistem komunikasi, komputer dan banyak lagi aplikasi elektronik . Ini digunakan untuk menghasilkan isyarat output yang mempunyai fasa yang berkaitan dengan fasa isyarat input.

Terdapat pelbagai jenis PLL seperti Analog atau Linear PLL, Digital PLL, Software PLL, Neuronal PLL dan semua digital PLL.

Operasi Gelung Berkunci Fasa

Dalam sistem komunikasi, operasi PLL dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan sistem analog dan digital .

Gelung Berkunci Fasa Analog dalam Sistem Komunikasi

Pada dasarnya PLL adalah bentuk servo loop dan PLL asas terdiri daripada tiga elemen utama, iaitu fasa pembanding / pengesan, gelung penapis dan pengayun terkawal voltan .

Gelung Berkunci Fasa

Konsep utama di sebalik operasi PPL adalah perbandingan fasa dua isyarat (umumnya fasa isyarat input dan output dibandingkan). Oleh itu, perbezaan fasa antara isyarat input dan output dapat digunakan untuk mengawal frekuensi gelung. Walaupun analisis matematik sangat rumit, tetapi operasi PLL sangat mudah.

Dalam banyak sistem komunikasi, PLL digunakan untuk tujuan yang berbeza:

• Kerana mengikuti fasa atau modulasi frekuensi , digunakan sebagai Demodulator.
• Untuk mengesan atau menyegerakkan dua isyarat dengan frekuensi yang berbeza.
• Untuk mengeluarkan bunyi besar dari isyarat kecil.

Gambar di bawah menunjukkan PLL asas yang terdiri daripada Phase Detector, Voltage Controlled Oscillator (VCO), Loop Filter.

Pengayun voltan PLL menghasilkan isyarat dan isyarat ini dari VCO diberikan kepada pengesan fasa. Pengesan fasa membandingkan isyarat ini dengan isyarat rujukan dan dengan itu, menghasilkan voltan ralat atau voltan perbezaan. Isyarat ralat pengesan fasa ini dimasukkan ke saringan lulus rendah untuk mengeluarkan elemen frekuensi tinggi dari isyarat-jika ada, dan untuk mengatur banyak sifat gelung. Kemudian, output saringan gelung diberi makan untuk membekalkan voltan penalaan untuk terminal kawalan pengayun voltan terkawal.

Perubahan voltan penalaan ini dirasakan untuk mengurangkan perbezaan fasa antara dua isyarat (input dan output) dan dengan demikian, frekuensi di antara keduanya. Pada mulanya PLL tidak mengunci dan voltan ralat menyeret frekuensi VCO ke arah rujukan sehingga kesalahan tidak dapat dikurangkan lebih jauh dan kemudian gelung terkunci.

Kesalahan sebenar antara dua isyarat (input dan output) dikurangkan ke tahap yang sangat kecil menggunakan penguat di antara pengayun terkawal voltan dan pengesan fasa. Sekiranya PLL terkunci, voltan ralat keadaan tetap akan dihasilkan. Voltan ralat keadaan mantap ini menunjukkan bahawa tidak ada perubahan perbezaan fasa antara isyarat rujukan dan VCO. Oleh itu, kita dapat mengatakan bahawa frekuensi kedua-dua isyarat (isyarat input dan output) adalah sama.

Gelung Berkunci Fasa Digital dalam sistem Komunikasi

Secara umum analog PLL terdiri daripada pengesan fasa analog, pengayun voltan dan penapis lorong rendah. Begitu juga, gelung terkunci fasa digital terdiri daripada pengesan fasa digital, a daftar peralihan bersiri , isyarat jam tempatan stabil.

Gelung Berkunci Fasa Digital

Sampel input digital diekstrak dari isyarat yang diterima dan sampel ini diterima oleh register pergeseran bersiri, yang didorong oleh denyutan jam yang dibekalkan dari isyarat jam tempatan. Litar pembetulan Fasa yang mengambil jam tempatan digunakan untuk menjana semula isyarat jam stabil dalam fasa dengan isyarat yang diterima dengan penyesuaian fasa lambat agar sesuai dengan fasa isyarat yang diterima.

Penyesuaian ini dapat dilakukan berdasarkan sampel berkelajuan tinggi setiap bit menggunakan logik pembetulan. Sampel isyarat yang diterima yang diperoleh dengan pengambilan sampel isyarat yang diterima pada kelajuan jam tempatan diletakkan di register shift.

Penyesuaian fasa yang diperlukan dapat dikesan dengan memerhatikan kumpulan sampel isyarat yang diterima. Kedua-dua jam tersebut dikatakan berada dalam fasa jika dan hanya jika pusat bit yang diterima terletak di tengah-tengah daftar shift. Pengatur fasa bertujuan untuk mengimbangi jika jam yang dihasilkan semula tertinggal atau memimpin isyarat rujukan.

Aplikasi Gelung Berkunci Fasa

• PLL sering digunakan untuk tujuan sinkronisasi dan untuk penyegerakan bit, sinkronisasi simbol, demodulasi koheren dan peluasan ambang dalam komunikasi ruang angkasa.
• Isyarat termodulasi frekuensi dapat didemodulasi menggunakan PLL.
• Frekuensi baru yang merupakan gandaan frekuensi rujukan di pemancar komunikasi radio , dan disintesis dengan mengekalkan kestabilan frekuensi rujukan dengan frekuensi baru dapat dicapai oleh PLL.
• Terdapat banyak aplikasi untuk PLL di banyak sistem komunikasi, komputer dan banyak litar elektronik .
• Aplikasi PLL di bawah menerangkan penggunaan PLL sebagai voltan ke penukar frekuensi .

Voltage to Frequency Converter (VFC) Menggunakan PLL

Dalam sistem komunikasi, diperlukan untuk menghantar isyarat (pertimbangkan isyarat analog di sini) ke jarak jauh dengan ketepatan penuh. Untuk tujuan ini, penukar voltan-ke-frekuensi digunakan, kerana mudah untuk menghantar isyarat frekuensi tanpa menyebabkan gangguan pada jarak jauh menggunakan pengasing optik, garis sepaksi atau pasangan berpintal, pautan radio pautan gentian optik .

Terdapat dua jenis penukar voltan ke frekuensi iaitu jenis multivibrator VFC dan VFC jenis baki caj.

Multivibrator Jenis VFC

Multivibrator VFC

Dalam jenis multivibrator VFC, kapasitor diisi dan dilepaskan menggunakan arus yang diperoleh dari voltan masukan. Input rujukan stabil diberikan untuk menetapkan ambang pengalihan, dan frekuensi output sebanding dengan voltan input dan mempunyai nisbah tanda-ruang kesatuan.

Charge Balance jenis VFC

Cas Balance VFC

Baki caj VFC terdiri daripada Integrator, Comparator dan sumber Precision Charge. Setiap kali input diberikan kepada integrator, ia akan dikenakan dan jika output integrator ini mencapai ambang pembanding, maka sumber cas dipicu dan cas tetap dikeluarkan dari integrator. Kadar caj yang dikeluarkan mestilah sama dengan kadar caj yang dibekalkan sehingga, frekuensi yang dicetuskan sumber caj dan input ke integrator akan sebanding antara satu sama lain.

Oleh itu, artikel ini memberikan penerangan ringkas mengenai sistem gelung terkunci fasa dalam sistem komunikasi. Selanjutnya, artikel ini dapat diperluas secara teknikal berdasarkan cadangan dan pertanyaan anda. Oleh itu, anda boleh menghubungi kami untuk mendapatkan sebarang bantuan teknikal dengan menghantar komen anda di bawah.