Rezonans retansiyonu olan cihazlar için Chip 4046 (K564GG1) - çalışma prensibi

LC devresinde rezonans tutma özelliğine sahip bir güç elektronik cihazı oluştururken, alınan titreşimleri sürücüden gelen kontrol darbeleriyle senkronize etmek için bir rezonans kontrol devresi tasarlanmıştır.

Bu kontrolörün görevi, kendi salınımları ile zaman içinde heyecanlandırarak rezonant salınımları LC devresinde tutmaktır. Bunu başarmak için, kontrol cihazının içindeki serbest salınımların akım frekansı ve fazı hakkında veri içeren devreden bir sinyal alması gerekir, daha sonra bu verilere dayanarak, bu frekans ve faz ile senkronizasyonda sürücü aşamasını, ardından rezonansı korur. devre otomatik olarak kaydedilir.

Böyle bir kontrolör oluşturmak için CD4046 yongası veya yerel muadili K564GG1 uygundur. Gerekirse, neyle uğraştığınızı anlamak için bu mikro devrenin cihazına, sonuçlarının amacına ve monte edilen bileşenlerin bağlantı şemasına bakalım.

Bu çip, PLL - faz kilitli bir döngüyü kolayca düzenlemenizi sağlar. Bir PLL oluşturmak için, mikro devrenin içinde bulunan üç gerekli blok kullanılır: bir VCO - voltaj kontrollü osilatör, bir FC faz karşılaştırıcısı ve bir LPF - düşük geçiş filtresi.

Mikro devrede yerleşik olan VCO,% 50 dolgulu bir dikdörtgen darbeler dizisi üretir, yani başlangıç ​​frekansı iki RC devresinin parametrelerine bağlı olan saf bir kare dalga: RcC1 ve R2C2, mikro devrenin dışına bağlanır ve bu devredeki genlik mikro devrenin besleme voltajına yakındır U +.

PLL çalışma prensibi

Harici giriş sinyali yüzgeci, mikro devrelere, aslında içindeki faz karşılaştırıcı FC'nin (FC1 veya FC2 - geliştirici seçer) girişlerinden birine verilir. VCO tarafından üretilen bir kıvrım aynı anda ikinci FC girişine beslenir. Sonuç olarak, FC çıkışında dikdörtgen bir sinyal elde edilir; darbe süresi, her bir anda VCO'dan gelen darbeler ile harici darbeler arasındaki farka bağlıdır.

Aslında, FC ile çıkış darbelerinin süresi, karşılaştırılan iki sinyalin faz farkı ile orantılıdır. Gerçek şu ki, özel-VEYA mantık elemanı genellikle bir FC olarak kullanılır, bu da FC çıkışında sadece sinyaller arasında bir fark varsa ve herhangi bir fark yoksa FC'den gelen çıkış düşük olacağı anlamına gelir. voltaj seviyesi veya aktif olmayan durum.

FC çıkışından, sinyal, kondansatör üzerinde titreşimli bir uyumsuzluk voltajı elde edilen basit bir RC devresi olan düşük geçişli bir filtreye beslenir, dalgalanma seviyesi iki sinyalin farkıyla orantılıdır (aslında dahili VCO'dan ve mikro devrelere dışarıdan beslenir) - faz farkı .

LPF kapasitöründe elde edilen uyumsuzluk voltajı derhal VCO girişine geri beslenir ve ortalama değerine bağlı olarak VCO frekansı, çıkış düşümündeki kıvrım frekansı mikro devrenin dışından gelen harici sinyalin frekansına yaklaşacak şekilde otomatik olarak ayarlanır. Bu duruma ulaşıldığında, düşük geçişli filtrenin kapasitörü üzerindeki ortalama voltaj en küçük olacaktır - bu, frekans ve fazdaki iki sinyalin maksimum yakınsamasının başlangıcının bir işaretidir. Sinyal bu şekilde yakalandığında, PLL döngüsü tarafından tutulmaya devam edecektir.

VCO'nun yeniden düzenlenmesinin sınırları

Zaten anladığınız gibi, VCO frekansı belirli bir otomatik ayar aralığında ayar yapabilmektedir. Bu aralık çipin harici bileşenleri tarafından ayarlanır. Ve PLL sisteminin reaksiyon hızı, LFF'nin zaman sabiti (C2 ve R3 değerleri) ile belirlenir.Bu nedenle, çipin monte edilmiş bileşenlerinin seçimine kesinlikle yaklaşmalısınız.

Mikro devre, kapasitör C1 ve R1 ve R2 dirençlerinin besleme voltajı, mikro devre içindeki VCO frekansı kendi kendine ayarlama aralığını belirler. Direnç R2, VCO'nun minimum frekans fmin'ini sıfırın üzerine saptırır. Dirençlerin R1 ve R2 değerleri arasındaki oran, maksimum ve minimum frekanslar arasındaki oranı belirler - fmax / fmin, VCO'dan ayarlanabilir çıkış sinyali.

Çip girişleri ve çıkışları

Sonuç 4 - VCO'nun sinyal çıkışı, üzerinde çalışma modunda menderes. Bu çıkış, tasarlanan cihazın diğer bloklarına bir sinyal vermek için kullanılabilir.

Pin 5, VCO'yu açıp kapatmaktan sorumludur. Bu çıkışa yüksek seviye voltajı uygulandığında, mikro devre kapanır. Düşük voltaj seviyesi uygularken (pimi 5 ortak kabloya bağlarken) - mikro devre normal modda çalışır.

Sonuçlar 6 ve 7. C1 kondansatörü bunlara bağlıdır - bu VCO'nun frekans ayarlama kondansatörüdür.

Sonuç 8 - çipin ortak güç kablosu.

Direnç R1, terminal 11 ile ortak kablo arasındadır. Direnç R2 - terminal 12 ile ortak kablo arasında. Bunlar frekans ayar dirençleridir. Alçak geçiren filtrenin direnci R3 - pim 9 ve pim 2 veya 13'e (aralarındaki fark daha sonra tartışılacaktır), alçak geçiren filtrenin kapasitörü C2, pim 9 ile ortak tel arasındadır.

Pim 10, tekrarlayıcı amplifikatörünün çıkışıdır. Mikro devrenin çalışması sırasındaki voltaj, düşük geçiş filtresine sağlanan uyumsuzluk voltajıdır. Sonuç 10, yanlış eşleşme voltajının, gerekirse, LPF kondansatörünü çevirmeden kolayca izole edilebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu sonuca, 10 kOhm'dan daha yüksek bir dirence sahip bir direncin bağlanmasına izin verilir.

Sonuç 15 - Üzerinde 5.6 voltluk bir stabilizasyon voltajına sahip dahili zener diyotunun katodu (bu zener diyotun stabilizasyon voltajı, çipin üreticisine bağlı olarak farklı olabilir). Bu zener diyot isteğe bağlı olarak çipin güç devresinde kullanılabilir.

Sonuç 16 - artı çipin gücü.

FC1 ve FC2 faz karşılaştırıcılarının giriş ve çıkışları

VCO'nun çıkışından gelen kıvrım terminal 4'ten alınır ve bir amplifikatör-şekillendirici aracılığıyla FC1 ve FC2 faz karşılaştırıcılarının girişlerine bağlanan terminal 3'e beslenir. İstenirse, VCO'dan gelen sinyal isteğe bağlı olarak bir frekans bölücüden geçirilebilir.

Giriş 14 bir sinyal girişidir ve VCO çıkışındaki çıkış sinyalini senkronize etmek için gerekli olan bir giriş sinyali beslenir. Giriş sinyalinin doğasına bağlı olarak, geliştirici hangi faz karşılaştırıcılarından hangisini kullanacağını seçebilir: FC1 veya FC2 ve seçilen karşılaştırıcıya düşük geçişli bir filtre direnci takın (pin 2 veya 13'e). Faz karşılaştırıcı FC2 bir gösterge pimine 1 sahiptir, sinyaller maksimum senkronize edildiğinde üzerinde yüksek bir voltaj görünür.

FC1'in bir özelliği, basit bir özel-OR mantık elemanı olması ve işlem kalitesinin çıkışındaki alçak geçiren filtrenin parametrelerine bağlı olmasıdır. Çalışma, merkez frekansı f0 = (fmax-fmin) / 2 ile başlar, merkez frekansın harmoniklerini yakalamak mümkündür. Yüksek gürültü bağışıklığına sahiptir.

FC2'nin özelliği, kendisine verilen darbelerin sadece pozitif farklılıklarını işlemesi ve bu nedenle darbelerin görev döngüsünün önemli olmamasıdır. Çalışma minimum frekans fmin ile başlar, merkezi frekansın harmoniklerini yakalama imkanı yoktur. Düşük gürültü bağışıklığına sahiptir. Alçak geçiren filtrede, düşük kaçak akıma sahip bir kondansatör gereklidir. FC2, LC rezonanslı güç devrelerinde kullanım için daha uygundur.

Ataşman seçimi

Alçak geçiren filtrenin bir alçak geçiren filtresi olarak, bir direnç R3 ve bir C2 kondansatörü monte edilmiştir. PLL'nin düzgün çalışması için RC zaman sabiti yaklaşık PLL yakalama frekansından on kat daha fazla olmalıdır.

Kural olarak, yakalama frekansı geliştirici tarafından yaklaşık olarak bilinir, bu nedenle başlangıçta frekans otomatik ayarlama aralığı tarafından ayarlanır: fmin ve fmax. İlk nomogram, mikro devrenin besleme voltajını ve gerekli fmin'i, R2 ve C1 değerlerini dikkate alarak belirler.Daha sonra, ikinci nomograma göre, gerekli fmax / fmin oranına göre R1 seçilir. Devredeki dirençleri ayarlama yeteneğini sağlamak daha iyidir.