Faselåstede løkker

Anonim

Faselåstede løkker

Analoge integrerede kredsløb


Spørgsmål 1

Dette er en skematisk for en simpel VCO:

Oscillatoren er af RC "fase shift" design. Forklar hvordan dette kredsløb fungerer. Hvorfor varierer udgangsfrekvensen, da styrespændingen varierer "# 1"> Reveal svar Skjul svar

For at forstå, hvordan JFET'erne fungerer i dette VCO-design, skal du nøje undersøge områderne "mætning" af en JFETs karakteristiske kurver. Bemærk, at disse regioner vises som næsten lige linjer. Dette angiver noget om opførelsen af ​​en mættet JFET, der udnyttes i dette VCO kredsløb.

Udgangsfrekvensen falder, da styrespændingen bliver mere positiv.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål giver ikke blot studerende mulighed for at undersøge, hvordan en VCO fungerer, men det giver også en god gennemgang af JFET-teorien, samt et praktisk eksempel på en særlig anvendelse af krydsfelt-effekt transistorer.

Bemærk: Skematisk diagram for dette kredsløb var afledt af en fundet på side 997 af John Markus '

, første udgave. Tilsyneladende opstod designet fra en Motorola-publikation om anvendelse af felteffekt-transistorer ("Low Frequency Applications of Field Effect Transistors", AN-511, 1971).

Spørgsmål 2

Hvis du nogensinde har hørt lyden af ​​en dobbeltmotorig flyvemaskine, der flyver overhead, har du sikkert set et usædvanligt "beat" mønster til motorenes tone. Det samme fænomen sker, når du spiller output fra to lydsignalgeneratorer gennem højttalere, med signalgiverne indstillet til meget ens (men ikke identiske!) Frekvenser:

Forklar, hvordan dette fænomen kan bruges af en tekniker til at justere to lydfrekvenskilder til samme frekvens uden hjælp af et dyrt testudstyr, såsom en frekvenstæller eller et oscilloskop.

Reveal svar Skjul svar

Juster frekvensen af ​​en af ​​kilderne, indtil der ikke længere høres nogen "lyd" lyd mellem de to lydtoner.

Bemærkninger:

Dette er et meget simpelt eksperiment at oprette i klasseværelset, men pas på! Jeg havde engang to lydsignalgeneratorer, der skabte lavfrekvente sinusbølge toner til mine studerende, kort efter deres frokostpause. Med fulde mave havde et par af mine studerende en meget vanskelig tid, der var vågen, mens de lyttede til de lave toner.

Spørgsmål 3

Hvad er en VCO "# 3"> Reveal svar Skjul svar

En VCO er en spændingsstyret oscillator.

Bemærkninger:

Spørg dine elever om, hvordan en VCO kan bruges i et kredsløb. Hvad betyder nøjagtigt "spændingsstyret"?

Spørgsmål 4

Antag en tekniker tilsluttet et potentiometer til indgangen på en VCO, for at fungere som en manuelt variabel spændingskilde. Derefter sammenligner teknikken VCO'ens output med en ekstern signalkilde, der langsomt ændrer frekvensen, justerer potentiometeret for at holde de to frekvenser ens:

Hvis en voltmeter var forbundet mellem potentiometerets visker og jord, hvad ville dens indikation repræsentere (med hensyn til det eksterne lydsignal) "# ​​4"> Reveal svar Skjul svar

Viskerspændingen i dette system er repræsentativ for det eksterne signalets frekvens. Tilbagemelding sker i "loop" dannet af teknikerens hånd, justering af potentiometer som reaktion på ændringer i differentialfrekvens.

Bemærkninger:

Fortæl dine elever, at spændingsstyrede oscillatorer undertiden kaldes spænding til frekvensomformere . Bed dem derefter om at forklare, hvordan tilstedeværelsen af ​​feedback i dette system giver en frekvens-til-spændings-konverteringsfunktion .

Spørgsmålet om automatisering af dette system kan være udfordrende for nogle af jeres studerende. Hvis de ikke kan give et teknisk svar på dette spørgsmål, så spørg dem om at forklare "på lægmandens vilkår", hvad de ekstra komponenter skal gøre. Nøjagtigt at identificere en menneskelig operatørs funktion er det første skridt i design af et automationssystem!

Spørgsmål 5

Et blokdiagram over et faselåst kredsløbskredsløb ser sådan ud:

Bestem hvilken type elektroniske signaler der ville ses på punkt A og B for følgende indgangsvilkår:

Input = sinusbølge, stabil frekvens
Input = sinusbølge, stigende frekvens
Input = sinusbølge, faldende frekvens
Input = sinusbølge, frekvens øges og falder regelmæssigt
Reveal svar Skjul svar

Input = sinusbølge, stabil frekvens
- A : Fast DC spænding
- B : frekvens svarende til indgangssignalet
Input = sinusbølge, stigende frekvens
- A : Forøgelse af DC spænding
- B : frekvens svarende til indgangssignalet
Input = sinusbølge, faldende frekvens
- A : Faldende DC spænding
- B : frekvens svarende til indgangssignalet
Input = sinusbølge, frekvens øges og falder regelmæssigt
- A : DC spænding, der stiger og falder med indgangsfrekvens
- B : frekvens svarende til indgangssignalet

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at få eleverne til at genkende funktionen af ​​hver "blok" i en faselåst sløjfe. At have dem forudsige typer af udgangssignaler på punkt A og B for forskellige indgangssignalbetingelser afslører, om de forstår konceptet eller ej.

Spørg dem, hvor de har fået deres oplysninger om faselåst sløjfeoperation. Jeg har set et par tutorials på internettet til dette emne, så der burde ikke være noget problem med eleverne at finde kilder.

Spørgsmål 6

Antag at et "støjende" vekselstrømssignal med ellers konstant frekvens er forbundet til indgangen til en faselåst kredsløbskreds:

Karakteriserer outputbølgeformen genereret af VCO. Vil det være "støjende" så godt "# 6"> Reveal svar Skjul svar

VCO's output-bølgeform vil ikke være støjende som input-bølgeformen.

Bemærkninger:

Spørg dine elever om, hvordan denne opførsel af PLL-kredsløbet kunne være fordelagtigt. Hvilke praktiske formål kan eleverne tænke på til en PLL, der bruges som sådan?

Spørgsmål 7

Definer følgende udtryk, som de vedrører faselåste loop kredsløb:

Centerfrekvens
Låsområde
Optagelsesområde
Låsningstid
Reveal svar Skjul svar

Centerfrekvens: "Friløb" -frekvensen af ​​en PLLs spændingsstyrede oscillator.
Låsområde: rækkefølge af indgangssignalfrekvenser, som en PLL kan forblive "låst i" til.
Capture range: rækkefølge af indgangssignalfrekvenser, som en PLL kan låse ind til, fra en ulåst tilstand.
Låsningstid: Den tid, der kræves for en PLL til at "låse ind" til en given indgangsfrekvens, fra en koldstart.

Bemærkninger:

Bed dine elever om at forklare, hvilken rækkevidde - lås eller fange - er snævrere, og hvorfor.

Spørgsmål 8

"FM" betyder "frekvensmodulation", og det refererer til kodning af en bølgeform ved at ændre (modulere) frekvensen af ​​en anden. Dette er teknologien, der bruges i FM-radiosending:

Sådan virker FM-radiokommunikation: Ved at modulere frekvensen af ​​et radiofrekvens (RF) signal i overensstemmelse med amplitude af spændingssignalet produceret af en mikrofon.

Forklar, hvordan et faselåst kreds kredsløb kunne bruges til at "demodulere" output fra en FM-radiostation for at udtrække broadcasters lydsignal fra RF-bølgeformen.

Reveal svar Skjul svar

Dette diagram viser selvfølgelig et meget forenklet system til FM demodulation:

Bemærkninger:

På trods af det uhensigtsmæssige svar, skal den grundlæggende operationelle teori for en PLL-demodulator være tydelig for eleverne at se. Diskuter driften af ​​dette kredsløb med dine elever, og sørg for, at alle dem forstår formålet med en PLL.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →