1. Амплитудная модуляция Математические аспекты

Фазовая автоподстройка частоты

Фазовая автоподстройка частоты (PLL) – это схема с управляемой обратной связью, которая синхронизирует фазу сгенерированного сигнала с фазой опорного сигнала. Важно помнить, что генерироваться могут только те сигналы, частота которых кратна частоте опорного сигнала.

Основными компонентами схемы фазовой автоподстройки частоты являются: опорный генератор (reference oscillator), фазовый детектор, делитель частоты, генератор, управляемый напряжением (VCO), усилители и фильтры.

Схема фазовой автоподстройки частоты сравнивает фазу сгенерированного сигнала и сигнала опорного генератора, и затем использует их разницу для регулировки сгенерированного сигнала. Чтобы сравнить два колебания, необходимо, чтобы у них была одна и та же частота. Поскольку, частота генерируемого сигнала может быть больше частоты опорного сигнала, в схеме присутствует блок деления частоты. Так как он может делить только на целое число, частота сгенерированного сигнала должна быть целочисленно кратной частоте опорного генератора. В результате, фазовый детектор выдает напряжение, пропорциональное разности фаз между двумя колебаниями. Это напряжение усиливается, фильтруется и затем используется в качестве управляющего в VCO. VCO регулирует сигнал в соответствии с данным напряжением.

Фазовая автоподстройка частоты играет существенную роль во многих современных схемах. Она используется для демодуляции амплитудно- и частотно-модулированных сигналов, синхронизации, распознавания слабых сигналов на фоне шумов и в DTMF декодерах и модемах.


Практические занятия

Создание математической модели процесса – стр. 63

Практическая реализация с использованием оборудования National Instruments – стр.126

Применение

Частотная модуляция обычно используется для радио- или телевизионной трансляции. FM радиостанции, вещают в диапазоне от 88 МГц до 108 МГц и используют FM модуляцию для передачи аудиосигнала. Каждая радиостанция использует полосу частот в 38 кГц. Аналоговое телевидение также применяет FM модуляцию. Фактически, телевизионные каналы с 0 по 72 передают сигналы в диапазоне от 54 МГц до 825 МГц.