Download - licenta (Sescu Alexandru (5404) )
UNIVERSITATEA TEHNICA GH. ASACHI IASI FACULTATEA DE ELECTRONICA , TELECOMUNICATII SI TEHNOLOGIA INFORMATIEI
CIRCUITE PLLLucrare de licenta
Indrumator , Conf.dr.ing. Damian Imbrea
Absolvent , Sescu Alexandru
Utilizari ale circuitelor PLL
Recuperarea semnalului de clock si a datelor (clock and data recovery) Generarea semnalului de ceas Distribuirea semnalului de ceas Multiplicarea frecventei Sintetizarea frecventei
Schema bloc a PLL
Detectorul de faza (PD) produce un semnal la iesire proportional cu diferenta de faza a semnalelor aplicate la intrare. Filtrul trece-jos (LPF) rejecteaza componentele de inalta frecventa si permite trecerea semnalelor de joasa frecventa , aceste semnale de J.F. comanda VCO. VCO-ul furnizeaza la iesirea sa o frecventa de oscilatie proportionala cu tensiunea de comanda aplicata la intrarea sa .
Proiectarea PLL
Detectorul faza/frecventa
PFD
Masoara diferenta de faza si frecventa dintre semnalele aplicate la intrare si furnizeaza la iesire un semnal proportional cu aceasta diferenta .Cele 2 semnale de la iesirea PFD (Up si Down) cresc sau scad frecventa de oscilatie a VCO , incarcand sau descarcand condensatorul filtrului .
PFD
Simularea PFDDCLOCK
DATA
UP
DOWN
Pompa de sarcina (CP)
CP
Intrarile sale reprezinta iesirile PFDCP comanda filtrul trece-jos Manipuleaza cantitatea de sarcina de pe condensatoarele filtrului in functie de semnalele Up si Down
Oscilatorul comandat in tensiune (VCO)
VCO
Este componenta de baza a PLL Produce la iesire o frecventa proportionala cu tensiunea de comanda Este implementat cu inversoare cu foame de curent (current starved) Formula frecventei de oscilatie : osc = 0 + KVCO * (VCOM VDD /2 )
Gama de acord a VCO : 250 Mhz - 1.425 Ghz = 1.175 Ghz Frecventa libera de oscilatie : f0 = 1.052 Ghz Castigul VCO : KVCO = 9.36 GHz/V
Simularea VCOSet
Vcom
f0
Caracteristica VCO
Frecventa
Vcom
DPLL
DPLLSincronizeaza semnalul venit din bucla de reactie cu semnalul de referinta Pana la sincronizare (calare) , bucla urmareste frecventa , iar procesul este neliniar In stare de calare bucla urmareste faza , procesul devine liniar
Stabilitatea bucleiDaca filtrul buclei , conectat la iesirea pompei de sarcina ar fi format dintrun singur condensator ,C , atunci bucla ar fi instabila. Functia de transfer in bucla inchisa este
Rezultatul contine 2 poli imaginari si bucla este , deci , instabila. Pentru a evita instabilitatea , trebuie adaugat un zero functiei de transfer in bucla deschisa , lucru realizat cu ajutorul unui rezistor ,R, in serie cu C.
Stabilitatea buclei
Stabilitatea bucleiFiecare pol contribuie cu un defazaj constant de 90, iar intregul sistem oscileaza la intersecitia transmisiei cu frecventa . Pentru a stabiliza sistemul , trebuie modificata caracteristica de faza in asa fel incat defazajul este mai mic de 180 in punctul de intersectie . Exemplu
Stabilitatea bucleiIn aceasta configuratie , tensiunea de comanda are un riplu mare ce perturba VCO , afectand faza iesirii . Pentru a inlatura acest neajuns se adauga un Condensator in paralel cu combinatia serie Rp ,Cp .
Simularea PLL
Calarea PLL la frecventa de 89 MHz
Simularea PLL
Calarea PLL la 37.5 MHz
Parametrii PLLBanda de urmarire, Bu, este domeniul frecventelor in jurul frecventei centrale fo, in care sistemul PLL poate mentine sincronismul cu semnalul de intrare. Banda de captura, Bc, este domeniul frecventelor in jurul frecventei centrale, fo, pentru care bucla poate intra in sincronism cu semnalul de intrare. Timpul de achizitie reprezinta timpul total necesar PLL pentru a captura semnalul (sau pentru a intra in calare)
Bu : 37.5 MHz 89 MHz = 51.5 MHz
Timpii de achizitie rezultati din simulare : 134 ns , 103 ns .