Birinci derece, ikinci derece ve üçüncü derece faz kilitli döngüler arasındaki fark nedir?

PLL sırası neyi temsil eder? Sipariş 1 ve 2 PLL 3'ün Kızılötesi siparişindeki dezavantajları nelerdir? QPSK demodülatörü gibi bir uygulama için pll tipi nasıl seçilir?

Bana öyle geliyor ki kabul edilen cevap (Sparky256'ya göre) PLL'yi bir filtre olarak görüyor ve bir sinyalin fazını kontrol eden bir kontrol sistemi olan gerçek amacını tamamen görmezden geliyor. Bir kontrol sisteminin sırası, dahili durumların sayısını gösterir. Tek bir girişi olan bir sistemde, birinci durumun (sıra) ötesindeki durumlar, kontrol edilen değişkenin türevlerine eşdeğerdir.

Spesifik olarak, bir PLL'de, kontrollü değişken normalde sinyalin fazıdır. PLL bir faz kilidi üretmeye çalışır. Yani, birinci düzen faz değişkeni / durumu içindir, ikinci durum birinci durumun bir türevidir - frekans olan, vb.

Basit bir frekans sentezleyicisi için birinci dereceden bir PLL yeterli olabilir, ancak bir QPSK demodülatörüyle, birinci dereceden bir PLL, modülatör ve demodülatör arasındaki herhangi bir taşıyıcı frekans kayması her zaman için sabit bir faz gecikmesi üreteceğinden , muhtemelen bir birinci dereceli PLL eksik olacaktır . ikinci dereceden bir PLL. Faz gecikmesi, I ve Q kanallarının sabitlenemediği anlamına gelir (sürekli "hareket ederler"). Bu nedenle, bir QPSK demodülatöründe en az 2 durumlu (yani 2. dereceden veya daha yüksek) bir PLL olmalıdır.

Ayrıca, burada yorumlarda ve cevaplarda yaygın olan bazı kavramların aksine, daha yüksek bir düzen bir sistemi yavaşlatmaz ve daha hızlı yapmaz. Tepki süresi, tüm sistem parametreleri tarafından, esas olarak katsayılarının değeri (veya kutup ve sıfırlarının filtre tasarımı jargonundaki konumu) ile belirlenir.

Bu bağlantıyı , 4. dereceden filtrelere kadar ince ayrıntıları açıklayan muhteşem bir belgeye buldum .

Filtre sırası, faz karşılaştırıcının çıkışını filtrelemek için kullanılan kutupların sayısını ifade eder, böylece VCO'ya düzgün bir DC hata voltajı sağlar.

1. 1. derece filtreler aslında sadece VCO'nun filtre karakteristikleridir ve frekans veya faz izlemedeki bir değişikliğe yerleşmek için minimum süre gerektirir (sıfır faz). Ham faz karşılaştırıcı çıkış voltajı, sadece gürültü sivri uçları filtrelenerek VCO'ya (voltaj kontrollü osilatör) beslenir. Bu tip, frekans değişikliklerinin hızlı bir şekilde izlenmesini ve en yeni ayara hızla kilitlenmesini sağlar, ancak yeni bir frekansa kilitlenene kadar düzensiz çıkışa sahip olabilir.

2. 2. dereceden bir filtrenin pasif olarak veya daha keskin bir kalkış için bir op-amp kullanarak 1 RC kademesi vardır. Yeni bir frekansa (sıfır faz) kilitlemede biraz daha yavaştır, ancak çökme ve kararlılık açısından daha az düzensizdir. Tüm PLL tasarımlarının çoğu için önerilir.

3. 3. dereceden bir filtre, isteğe bağlı bir op-amp ve çift RC ağ kullanır. Diğerlerinden daha yavaş yerleşir, ancak karmaşık modülasyon şemalarında bile kararlı kalarak FSK / QFSK / QPSK'yı daha iyi tolere eder. RC şebekeleri belirli bir baud hızı aralığı için ayarlanmalıdır, böylece bit hızında gerçek bir değişiklik mümkün olduğunca çabuk takip edilir.

4. PLL döngüsü her zaman çok hızlı bir şekilde yeni bir taşıyıcı frekansı bulabilmeli ve üzerine kilitlenebilmeli veya veri paketlerinin yeniden gönderilmesini zorlamalı veya önce bir EOF / EOL / EOT komutu göndermelidir. Neyse ki hızlı MPU'lar tüm PLL fonksiyon bloklarını taklit edebilir veya içerebilir, bu nedenle analog filtrelerin ve ayrık PLL devrelerinin kullanımı nadirdir. QPSK'yı bir arama terimi olarak kullanın ve çok sayıda destek IC'si ve kullanıma hazır modüller bulacaksınız. Herhangi bir 'özel' yazılım veya lisans sözleşmesine dikkat edin.

FSK ve QPSK hakkında daha fazla bilgi için.

Bu cevaplar teorik terimler ve uygulama detayları ile karıştırılmaktadır. QPSK gibi bir faz modülasyon şemasını demodüle etmek için bir PLL seçmenin asıl sorusu nihayetinde ele alınmamaktadır.

Demodülasyonun PLL derecesine bağlı değildir.

Kısaca, emirleri karşılayalım.

1. Birinci dereceden PLL'lerin sınırlı kilit bandı genişliği vardır. Bir PLL frekansında ortalanmışsa . Sonra frekansları ile sinüs dalgalarını takip edebilir . Ancak, büyüdükçe, sinyali izleyemez. Giriş sinyali farklı bir frekanssa, VCO çıkışının orijinal giriş sinyaline göre küçük bir faz hatası (ofset) olacaktır ve giriş ile merkez frekansları arasındaki frekans farkı kötüleştikçe fark daha da kötüleşecektir - fark o kadar harikadır ki artık girdiyi izleyemez.$x$$x \pm \Delta x$$\Delta x$

2. İkinci mertebeden PLL'ler, integratör denilene sahip olduğundan, faz hatası problemini ortadan kaldırır.

PLL sırası hakkında tartışma sonu.

QPSK veya BPSK'yi PLL ile demodüle etmek hata dedektörünüze bağlıdır. Basitlik için, BPSK'yı aşağıda tartışalım:

Bir PLL kullanarak bir BPSK sinyalini demodüle etmek için, PLL'nin hata dedektörünü değiştiririz, böylece döngü VCO, giriş sinyaline göre 0 veya 180 dereceye kilitlenir. Bu nedenle, PLL VCO'nun çıkışı girişle fazda veya fazın 180 derece dışındadır. Döngü söz konusu olduğunda, değiştirilmiş hata dedektörü nedeniyle sıfır hatası olduğunu düşünmektedir.

Giriş anahtarları fazlandığında, döngü tekrar hiçbir şey yapmamalıdır, çünkü döngü 0 veya 180 dereceye kilitlenir. Bununla birlikte, döngü içindeki bazı sinyaller pozitiften negatife değişecektir ve bu değişikliği sinyalin anahtarlamalı faz olup olmadığını tespit etmek için kullanabilirsiniz.

Aynı kavram, PLL'nin giriş sinyalindeki 90, 180 ve 270 derecelik faz değişikliklerini tespit etmek için kör olduğu QPSK'ya kadar uzanır.

BPSK'yi demodüle edebilen bir PLL'ye Kostas Döngüsü denir.

Yazdığım Bu kağıdı ben derinlemesine burada belirtilen tüm bilgileri içeren yazılımda bir Kostas döngü, nasıl uygulanacağı.

FakeMoustache şöyle yazdı: "Kilitli durumda hepsinin sıfır faz farkı var"

Terminolojimiz farklı olabilir, ancak benim anlayışım, birinci dereceden bir tasarımda, faz farkının hata sinyali (amplifikasyon ile) olarak kullanılması ve VCO'yu tahrik etmesi dolayısıyla kilitteki faz hatasının frekansa bağlı olmasıdır. İkinci dereceden bir tasarım, VCO kontrol voltajını elde etmek için faz farkını entegre eder, bu nedenle sabit bir frekansa kilitlendiğinde faz hatası sıfırdır ve genellikle yavaş değişen bir sinyal için izlenen frekansın değişim oranına bağlıdır. Üçüncü dereceden bir tasarım için, hata ikinci türeve vb. Bağlıdır.

İngilizcem için üzgünüm. Bence, döngü filtresinin sırası elde etmek istediğiniz performanslara bağlıdır. Genellikle düşük sipariş hızlı kilit var ama kötü performans ile ilgili kötü performans; ayrıca daha yüksek dereceli bir döngü filtresi kullanılarak Faz Gürültüsünün optimum şekli de tanınabilir. Genellikle analog bir PLL olan ana sahte, referans sinyali nedeniyle istenmeyen sinyal tarafından bildirilir. Bu sinyal basit bir filtre kullanılarak kolayca temizlenebilir (örneğin ikinci derece). Dijital PLL'de (örneğin Şarj Pompasına sahip PLL) istenmeyen sinyal daha düşük frekanslara sahiptir (örneğin: fref / [2 veya 3 ...]). Temiz bir çıkış spektrumu elde etmek için daha yüksek dereceli bir döngü filtresi (3 ° veya 4 ° sipariş) kullanın; aynı durumlarda döngü bant genişliğini de azaltmak mümkündür. Bu şekilde kilit için gereken süreyi arttırın.