私たちの日常生活では、複数の種類を頻繁に使用して他の人と通信するために使用します通信システム。この通信システムは、無線通信システム、電気通信システムなど、さまざまなタイプに分類できます。無線通信システム、光通信システムなど。これらすべての通信システムを効率的に動作させるには、フェーズロックループ、協調制御、ネットワーク制御などのいくつかの制御システムが必要です。

フェーズロックループ（PLL）とは何ですか？

フェーズロックループは、多くの通信システム、コンピューター、および多くの通信システムでさまざまな操作を制御するための制御システムとして使用されます。電子アプリケーション。これは、入力信号の位相に関連する位相を持つ出力信号を生成するために使用されます。

アナログまたはリニアPLL、デジタルPLL、ソフトウェアPLL、ニューロナルPLL、およびすべてのデジタルPLLなどのさまざまなタイプのPLLがあります。

フェーズロックループ動作

通信システムでは、PLLの動作は次のことを考慮して説明できます。アナログおよびデジタルシステム。

通信システムにおけるアナログフェーズロックループ

基本的にPLLはサーボループの一形態であり、基本的なPLLは3つの主要な要素、すなわち位相比較器/検出器、ループフィルタおよび電圧制御発振器。

フェーズロックループ

PPL動作の背後にある主要な概念は、2つの信号の位相の比較です（通常、入力信号と出力信号の位相が比較されます）。したがって、入力信号と出力信号の位相差を使用して、ループ周波数を制御できます。数学的分析は非常に複雑ですが、PLLの操作は非常に簡単です。

多くの通信システムでは、PLLはさまざまな目的で使用されます。

フェーズをフォローするため、または周波数変調、復調器として使用されます。
異なる周波数の2つの信号を追跡または同期します。
小さな信号から大きなノイズを取り除くため。

次の図は、位相検出器、電圧制御発振器（VCO）、ループフィルターで構成される基本的なPLLを示しています。

PLLの電圧制御発振器が信号を生成し、VCOからのこの信号が位相検出器に送られます。位相検出器はこの信号を基準信号と比較するため、エラー電圧または差電圧を生成します。位相検出器のこのエラー信号は、信号の高周波要素を除去するため（存在する場合）、およびループの多くのプロパティを管理するために、ローパスフィルターに供給されます。次に、ループフィルタの出力が供給され、電圧制御発振器の制御端子にチューニング電圧が供給されます。

この調整電圧の変化は、2つの信号（入力と出力）間の位相差、つまりそれらの間の周波数を低減するために検出されます。最初、PLLはロックせず、エラー電圧はVCO周波数を基準に向かって引きずり、エラーをそれ以上減らすことができなくなると、ループがロックされます。

2つの信号（入力と出力）間の実際の誤差は非常に小さいレベルに減少しますアンプを使用する電圧制御発振器と位相検出器の間。 PLLがロックされている場合、定常状態のエラー電圧が生成されます。この定常状態のエラー電圧は、基準信号とVCOの間に位相差の変化がないことを表しています。したがって、2つの信号（入力信号と出力信号）の周波数はまったく同じであると言えます。

通信システムにおけるデジタルフェーズロックループ

一般に、アナログPLLは、アナログ位相検出器、電圧制御発振器、およびローパスフィルターで構成されます。同様に、デジタル位相ロックループは、デジタル位相検出器で構成されています。シリアルシフトレジスタ、安定したローカルクロック信号。

デジタルフェーズロックループ

デジタル入力サンプルは受信信号から抽出され、これらのサンプルは、ローカルクロック信号から供給されるクロックパルスによって駆動されるシリアルシフトレジスタによって受信されます。ローカルクロックを使用する位相補正回路を使用して、受信信号の位相に一致するように低速位相調整を行うことにより、受信信号と同相の安定したクロック信号を再生します。

この調整は、補正ロジックを使用して各ビットの高速サンプルに基づいて行うことができます。受信信号をローカルクロック速度でサンプリングして得られた受信信号サンプルは、シフトレジスタに格納されます。

必要な位相調整は、受信信号のサンプルのセットを観察することで検出できます。受信ビットの中心がシフトレジスタの中心にある場合に限り、2つのクロックは同相であると言われます。位相調整器は、再生されたクロックが基準信号より遅れたり進んだりした場合に補正することを目的としています。

フェーズロックループの適用

PLLは、同期の目的で、またビット同期、シンボル同期、コヒーレント復調、および空間通信のしきい値拡張のために頻繁に使用されます。
周波数変調信号は、PLLを使用して復調できます。
の基準周波数の倍数である新しい周波数無線通信送信機、および新しい周波数で基準周波数の安定性を維持することによって合成することは、PLLによって達成することができます。
多くの通信システム、コンピュータ、および多くのPLLには多数のアプリケーションがあります電子回路。
以下のPLLのアプリケーションでは、PLLを電圧として使用する方法について説明します。周波数変換器。

PLLを使用した電圧-周波数変換器（VFC）

通信システムでは、信号（ここではアナログ信号を考えてください）を完全な精度で長距離に送信する必要があります。この目的のために、光アイソレータ、同軸またはツイストペア線、無線リンクを使用して、長距離にわたって干渉を引き起こすことなく周波数信号を簡単に送信できるため、電圧-周波数変換器が使用されます。光ファイバリンク。

電圧-周波数変換器には2つのタイプがあります。マルチバイブレータタイプ VFCおよびチャージバランスタイプVFC。

マルチバイブレータタイプVFC

マルチバイブレータVFC

マルチバイブレータタイプのVFCでは、入力電圧から得られる電流を使用してコンデンサを充電および放電します。スイッチングしきい値を設定するために安定した基準入力が与えられ、出力周波数は入力電圧に比例し、単一のマークスペース比を持ちます。

チャージバランスタイプVFC

チャージバランスVFC

電荷バランスVFCは、積分器、コンパレータ、および高精度の電荷源で構成されています。積分器に入力が与えられると、それが充電され、この積分器の出力がコンパレータのしきい値に達すると、電荷源がトリガーされ、固定電荷が発生します。インテグレータから削除されます。電荷除去率は、電荷源がトリガーする周波数と積分器への入力が互いに比例するように、電荷供給率と等しくなければなりません。

したがって、この記事では、フェーズロックループシステム通信システムで。さらに、この記事はあなたの提案や質問に基づいて技術的に拡張することができます。したがって、以下にコメントを投稿することで、技術支援について当社に問い合わせることができます。