Phase Locked Loop - Prinsip Kerja dan Operasi dengan Aplikasi
Phase Locked Loop adalah salah satu blok dasar dalam sistem elektronik modern. Ini umumnya digunakan dalam multimedia, komunikasi dan di banyak aplikasi lainnya. Ada dua jenis phase locked loop (PLL) yaitu linear dan non-linear.
Non-linier sulit dan rumit untuk dirancang di dunia nyata, tetapi teori kontrol linier dimodelkan dengan baik dalam analog PLL. PLL telah membuktikan bahwa model linier cukup untuk sebagian besar aplikasi elektronik.
Output dari detektor fasa adalah (fi+fo) yang merupakan tegangan DC. Ouput dari detektor fasa tegangan DC adalah input ke low pass filter (LPF); itu menghilangkan noise frekuensi tinggi dan menghasilkan tingkat DC stabil, yaitu, Fi-Fo. Vf juga merupakan karakteristik dinamis dari PLL.
Output dari low pass filter (LPF), yaitu, level DC diteruskan ke VCO. Sinyal input berbanding lurus dengan frekuensi output VCO (fo). Frekuensi input dan output dibandingkan dan disesuaikan melalui loop umpan balik sampai frekuensi output sama dengan frekuensi input. Karenanya, PLL berfungsi seperti berlari bebas, menangkap, dan mengunci fasa.
Ketika tidak ada tegangan input yang diterapkan, maka dikatakan sebagai tahap berlari bebas. Segera setelah frekuensi input yang diterapkan pada VOC berubah dan menghasilkan frekuensi output untuk perbandingan, ini disebut sebagai tahap penangkapan. Gambar di atas menunjukkan blok diagram PLL.
Sebagian besar rangkaian terpadu PLL monolitik menggunakan detektor fasa analog dan mayoritas detektor fasa berasal dari tipe digital. Rangkaian campuran seimbang ganda digunakan secara umum dalam detektor fasa analog. Beberapa pendeteksi fasa umum diberikan di bawah ini:
Mari kita perhatikan bentuk gelombang, frekuensi input dan output, yaitu fi dan fo memiliki perbedaan fasa 0 derajat. Kemudian tegangan output DC komparator akan menjadi fungsi dari perbedaan fasa antara dua input.
Fungsi perbedaan fasa antara fi dan fo adalah seperti yang ditunjukkan dalam grafik tegangan output DC. Jika detektor fasa 180 derajat, maka tegangan output maksimum. Jika frekuensi input dan output gelombang persegi, jenis detektor fasa ini digunakan.
Ke dari SR flip flop, dua gerbang NOR digabungkan. Output dari detektor fasa dapat mengubah keadaan logikanya dengan memicu SR flip flop. Tepi positif dari frekuensi input dan output dapat mengubah output dari detektor fasa.
Dalam aplikasi kritis, ini adalah pendeteksi fasa paling panas. Variasi independen dari amplitudo bebas dari kesalahan fasa, tegangan kesalahan output dan siklus kerja dari bentuk gelombang input.
Non-linier sulit dan rumit untuk dirancang di dunia nyata, tetapi teori kontrol linier dimodelkan dengan baik dalam analog PLL. PLL telah membuktikan bahwa model linier cukup untuk sebagian besar aplikasi elektronik.
Apa itu Phase Locked Loop (PPL)?
Sebuah PPL atau phase locked loop adalah terdiri dari detektor fasa dan osilator yang dikendalikan tegangan. Output dari detektor fasa adalah input dari osilator yang dikendalikan tegangan (VCO) dan output dari VCO terhubung ke salah satu input dari detektor fasa yang ditunjukkan di bawah ini dalam blok diagram dasar. Ketika kedua perangkat ini saling memberi makan, loop akan terbentuk.Blok Diagram Dan Prinsip Kerja PLL
Phase locked loop terdiri dari detektor fasa, osilator kontrol tegangan dan, di antara mereka, low pass filter tetap. Sinyal input 'Vi' dengan frekuensi input 'Fi' dikalah oleh detektor fasa. Pada dasarnya detektor fasa adalah komparator yang membandingkan frekuensi input (fi) melalui frekuensi umpan balik fo.Output dari detektor fasa adalah (fi+fo) yang merupakan tegangan DC. Ouput dari detektor fasa tegangan DC adalah input ke low pass filter (LPF); itu menghilangkan noise frekuensi tinggi dan menghasilkan tingkat DC stabil, yaitu, Fi-Fo. Vf juga merupakan karakteristik dinamis dari PLL.
Output dari low pass filter (LPF), yaitu, level DC diteruskan ke VCO. Sinyal input berbanding lurus dengan frekuensi output VCO (fo). Frekuensi input dan output dibandingkan dan disesuaikan melalui loop umpan balik sampai frekuensi output sama dengan frekuensi input. Karenanya, PLL berfungsi seperti berlari bebas, menangkap, dan mengunci fasa.
Ketika tidak ada tegangan input yang diterapkan, maka dikatakan sebagai tahap berlari bebas. Segera setelah frekuensi input yang diterapkan pada VOC berubah dan menghasilkan frekuensi output untuk perbandingan, ini disebut sebagai tahap penangkapan. Gambar di atas menunjukkan blok diagram PLL.
Detektor Phase Locked Loop
Detektor phase locked loop membandingkan frekuensi input dan frekuensi output VCO untuk menghasilkan tegangan DC yang berbanding lurus dengan perbedaan fasa dari dua frekuensi. Sinyal analog dan digital digunakan dalam phase locked loop.Sebagian besar rangkaian terpadu PLL monolitik menggunakan detektor fasa analog dan mayoritas detektor fasa berasal dari tipe digital. Rangkaian campuran seimbang ganda digunakan secara umum dalam detektor fasa analog. Beberapa pendeteksi fasa umum diberikan di bawah ini:
Detektor Fasa Eksklusif OR
Detektor fasa gerbang eksklusif OR adalah tipe CMOS IC 4070. Frekuensi input dan output diterapkan pada detektor fasa EX OR. Untuk mendapatkan output tinggi setidaknya satu input harus rendah dan kondisi output lainnya rendah yang ditunjukkan pada tabel kebenaran di bawah ini.Mari kita perhatikan bentuk gelombang, frekuensi input dan output, yaitu fi dan fo memiliki perbedaan fasa 0 derajat. Kemudian tegangan output DC komparator akan menjadi fungsi dari perbedaan fasa antara dua input.
fi
|
fo
|
Vdc
|
Low
|
Low
|
Low
|
Low
|
High
|
High
|
High
|
Low
|
High
|
High
|
High
|
Low
|
Detektor Fasa Pemicu Tepi (Edge Trigger)
Detektor fasa pemicu tepi digunakan ketika frekuensi input dan output dalam bentuk gelombang pulsa, yang kurang dari siklus kerja 50%. SR Flip flop digunakan untuk detektor fasa, yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.Ke dari SR flip flop, dua gerbang NOR digabungkan. Output dari detektor fasa dapat mengubah keadaan logikanya dengan memicu SR flip flop. Tepi positif dari frekuensi input dan output dapat mengubah output dari detektor fasa.
Detektor Fasa Monolitik
Detektor fasa monolitik adalah tipe CMOS, yaitu IC 4044. Ini sangat dikompensasi dari sensitivitas harmonik dan masalah siklus kerja diabaikan karena rangkaian hanya dapat merespons transisi sinyal input.Dalam aplikasi kritis, ini adalah pendeteksi fasa paling panas. Variasi independen dari amplitudo bebas dari kesalahan fasa, tegangan kesalahan output dan siklus kerja dari bentuk gelombang input.
Aplikasi dari Phase Locked Loop (PLL)
- Jaringan demodulasi FM untuk operasi FM
- Ini digunakan dalam kontrol kecepatan motor dan filter pelacakan.
- Ini digunakan dalam decode pengalihan frekuensi untuk frekuensi pembawa demodulasi.
- Ini digunakan pada waktunya untuk konverter digital.
- Ini digunakan untuk pengurangan Jitter, penekanan miring, clock recovery.