Syntetizátor frekvence, fázový závěs

[Hill]

Tak dobře, tady máš taky něco v němčině:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pllsynth.htm (uvnitř odkazy na další části syntiku s PLL)
www.emsp.tu-berlin.de/lehre/ADEle/Uebung/uebung6_aufgaben.pdf - princip syntézy kmitočtů od 2 do 3MHz po 100kHz a na konci FM detektor s fázovým závěsem
... je tam toho taky šest půlek.
Ale dobrý pokec o generování kmitočtů oscilátoru FM rádia pomocí PLL je česky na http://pira.cz/pll.htm , další schéma se tam zabývá ovládáním synte(ti)zátoru po sběrnici atd.

Získat přesný kmitočet z určité řady kmitočtů lze jednoduše pomocí děličky s přepínatelným dělicím poměrem. Signál ale bude obsahovat hromadu vyšších harmonických, což může být výhodné třeba u varhan, ale často mívá i větší či ménší rozptyl periody, jitter - ten zase u těch varhan žádoucí není. To záleží na konstrukci děličky.
Pokud je třeba harmonicky co nejčistší signál, třeba pro vstupní jednotku jakéhokoli superhetu či zdroj nosné vysílače, použiješ napětím řízený oscilátor a jeho výstupní signál budeš porovnávat s referenčním. Oscilátor zkrátka použiješ takový, aby jeho výstupní signál měl tvar, jaký potřebuješ.
Protože jedna z podmínek zadání je fázový závěs, nemá smysl se zabývat jinými způsoby generování tvaru výstupního průběhu.
Většinou není nutné hlídat a regulovat fázový posuv mezi referenčním a řízeným signálem trvale a v každé periodě (v některých aplikacích je to dokonce nežádoucí, například v barvovém dekodéru PAL, kde se referenční signál -burst- vysílá před viditelnou části řádku, je ho 10-12 period, zasynchronizuje a srovná fázi oscilátoru obnovovače barvonosné, zatímco během zbylých 63us proběhne nějakých 270 kmitů oscilátoru bez řízení; v této době je fázovým rozdílem definovaný odstín barvy a oscilátor se "nesmí hnout").
Znamená to, že není nutné porovnávat fázi oscilátoru s fází referenčního signálu přímo, dokonce ani ne příliš často, ale že lze porovnávat signály z výstupů děliček jak z referenčního oscilátoru, tak s oscilátoru řízeného. A dostat tak oba porovnávané signály do oblasti kmitočtů, kterou zvládne použitý fázový detektor.

Na jedné straně si vytvoříš referenční signál z krystalem řízeného oscilátoru, na straně druhé budeš dělit kmitočet z oscilátoru řízeného. Tento dělič použiješ s nastavitelným dělicím poměrem (čítač, který napočítá do nastaveného čísla a pak se vynuluje). Výhoda: fázový detektor bude pracovat stále na stejném, referenčním, kmitočtu. Výškou referenčního kmitočtu bude dán krok ladění (například 50kHz pro oscilátor VKV přijímače pro FM, kde máš rozestup kanálů po 100kHz; oscilátor musí jít přeladit v rozsahu 98,2-118,7MHz, což je přijímaný kmitočet posunutý o obvyklou mezifrekvenci 10,7MHz nahoru). V tomto případě ti vyjde nejmenší dělicí poměr 1964 pro dolní konec stupnice a 2374 pro horní konec stupnice. Co krok, to půl kanálu.

Ale: děličkám, které by byly k dispozici pro programovatelný čítač, se obvykle tak vysoký kmitočet moc nelíbí. Tak ti nezbude, než oba kmitočty podělit. Dejme tomu, že signál oscilátoru napřed vydělíš pomocí rychlé děličky s pevným dělicím poměrem 16. A takto vydělený signál teprve přivedeš do programovatelného čítače, který bude pak pracovat se vstupním kmitočtem pod 7,5MHz, na to už příliš speciální součástky nepotřebuješ. Ale ve stejném poměru musíš vydělit i referenční kmitočet, protože po vydělení programovatelným čítačem musíš porovnávat fázi dvou signálů na kmitočtu 3,125kHz. Dělicí poměry programovatelného děliče totiž musí zůstat volitelné od těch 1964 do 2374, jinak bude sice rastr volitelných frekvencí pravidelný, ale nebude po těch 50kHz, což při už zmíněném rastru 100kHz, v jakém vysílají vysílače, by znamenalo, že na některé se prostě netrefíš ani přibližně.

U "televizních" syntetizátorů se musí použít příslušně vyšší poměr v předděličce, protože se zde pracuje s kmitočty blížícími se 1GHz. Například jeden z posledních "jednoduchých" syntezátorů SDA3202 používá rychlou předděličku 64, a krystal 4MHz, takže krok (rastr) ladění je 4MHz/64=62,5kHz. To znamená, že při rastru kanálů 8MHz (většina Evropy, pásmo UHF), máš na přeladění jednoho TV kanálu 128 kroků, při rastru 7MHz (norma CCIR-G v pásmu VHF a kabelovce) odpovídá šířce kanálu 112 kroků. Přitom rozladění o 62,5kHz od přesné frekvence většina diváků nezpozoruje, takže to dovolí po těchto krocích přiměřeně jemně dolaďovat.
Jistou komplikací u SDA3202 je nutnost poslat do něj požadavek na nastavení dělicího poměru po sériové sběrnici I2C a taky požadavek na aktivaci výstupu volby TV pásma. Vyžaduje tedy přednostně řízení procesorem. (Jistě, pomocí dvou tlačítek a dvou LEDek s ním lze komunikovat taky, ale je to hrozná pakárna.)
Za to se odmění tím, že umí ovládat celý kanálový volič, jen mezi PWM výstup a vstup ladicího napětí kanálového voliče se musí zařadit jeden tranzistor a filtr ladicího napětí.

Zatím by ti mohlo tohle stačit, třeba se už chytneš, čím začít.

OT: s tou angličtinou se budeš muset asi taky nějak srovnat, prostě stala se univerzálním světovým jazykem. Asi nebudeme mít vždy to štěstí, jako loni v rozhlasovém pořadu na ČRo2 z karlovarského filmového festivalu, kde dva režiséři - Japonec a Finka - hovořili velmi dobře česky. A mezi sebou také, protože to byla jediná řeč, v níž se domluvili nejlíp....

[Hill]

Tak dobře, tady máš taky něco v němčině:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pllsynth.htm (uvnitř odkazy na další části syntiku s PLL)
www.emsp.tu-berlin.de/lehre/ADEle/Uebung/uebung6_aufgaben.pdf - princip syntézy kmitočtů od 2 do 3MHz po 100kHz a na konci FM detektor s fázovým závěsem
... je tam toho taky šest půlek.
Ale dobrý pokec o generování kmitočtů oscilátoru FM rádia pomocí PLL je česky na http://pira.cz/pll.htm , další schéma se tam zabývá ovládáním synte(ti)zátoru po sběrnici atd.

Získat přesný kmitočet z určité řady kmitočtů lze jednoduše pomocí děličky s přepínatelným dělicím poměrem. Signál ale bude obsahovat hromadu vyšších harmonických, což může být výhodné třeba u varhan, ale často mívá i větší či ménší rozptyl periody, jitter - ten zase u těch varhan žádoucí není. To záleží na konstrukci děličky.
Pokud je třeba harmonicky co nejčistší signál, třeba pro vstupní jednotku jakéhokoli superhetu či zdroj nosné vysílače, použiješ napětím řízený oscilátor a jeho výstupní signál budeš porovnávat s referenčním. Oscilátor zkrátka použiješ takový, aby jeho výstupní signál měl tvar, jaký potřebuješ.
Protože jedna z podmínek zadání je fázový závěs, nemá smysl se zabývat jinými způsoby generování tvaru výstupního průběhu.
Většinou není nutné hlídat a regulovat fázový posuv mezi referenčním a řízeným signálem trvale a v každé periodě (v některých aplikacích je to dokonce nežádoucí, například v barvovém dekodéru PAL, kde se referenční signál -burst- vysílá před viditelnou části řádku, je ho 10-12 period, zasynchronizuje a srovná fázi oscilátoru obnovovače barvonosné, zatímco během zbylých 63us proběhne nějakých 270 kmitů oscilátoru bez řízení; v této době je fázovým rozdílem definovaný odstín barvy a oscilátor se "nesmí hnout").
Znamená to, že není nutné porovnávat fázi oscilátoru s fází referenčního signálu přímo, dokonce ani ne příliš často, ale že lze porovnávat signály z výstupů děliček jak z referenčního oscilátoru, tak s oscilátoru řízeného. A dostat tak oba porovnávané signály do oblasti kmitočtů, kterou zvládne použitý fázový detektor.

Na jedné straně si vytvoříš referenční signál z krystalem řízeného oscilátoru, na straně druhé budeš dělit kmitočet z oscilátoru řízeného. Tento dělič použiješ s nastavitelným dělicím poměrem (čítač, který napočítá do nastaveného čísla a pak se vynuluje). Výhoda: fázový detektor bude pracovat stále na stejném, referenčním, kmitočtu. Výškou referenčního kmitočtu bude dán krok ladění (například 50kHz pro oscilátor VKV přijímače pro FM, kde máš rozestup kanálů po 100kHz; oscilátor musí jít přeladit v rozsahu 98,2-118,7MHz, což je přijímaný kmitočet posunutý o obvyklou mezifrekvenci 10,7MHz nahoru). V tomto případě ti vyjde nejmenší dělicí poměr 1964 pro dolní konec stupnice a 2374 pro horní konec stupnice. Co krok, to půl kanálu.

Ale: děličkám, které by byly k dispozici pro programovatelný čítač, se obvykle tak vysoký kmitočet moc nelíbí. Tak ti nezbude, než oba kmitočty podělit. Dejme tomu, že signál oscilátoru napřed vydělíš pomocí rychlé děličky s pevným dělicím poměrem 16. A takto vydělený signál teprve přivedeš do programovatelného čítače, který bude pak pracovat se vstupním kmitočtem pod 7,5MHz, na to už příliš speciální součástky nepotřebuješ. Ale ve stejném poměru musíš vydělit i referenční kmitočet, protože po vydělení programovatelným čítačem musíš porovnávat fázi dvou signálů na kmitočtu 3,125kHz. Dělicí poměry programovatelného děliče totiž musí zůstat volitelné od těch 1964 do 2374, jinak bude sice rastr volitelných frekvencí pravidelný, ale nebude po těch 50kHz, což při už zmíněném rastru 100kHz, v jakém vysílají vysílače, by znamenalo, že na některé se prostě netrefíš ani přibližně.

U "televizních" syntetizátorů se musí použít příslušně vyšší poměr v předděličce, protože se zde pracuje s kmitočty blížícími se 1GHz. Například jeden z posledních "jednoduchých" syntezátorů SDA3202 používá rychlou předděličku 64, a krystal 4MHz, takže krok (rastr) ladění je 4MHz/64=62,5kHz. To znamená, že při rastru kanálů 8MHz (většina Evropy, pásmo UHF), máš na přeladění jednoho TV kanálu 128 kroků, při rastru 7MHz (norma CCIR-G v pásmu VHF a kabelovce) odpovídá šířce kanálu 112 kroků. Přitom rozladění o 62,5kHz od přesné frekvence většina diváků nezpozoruje, takže to dovolí po těchto krocích přiměřeně jemně dolaďovat.
Jistou komplikací u SDA3202 je nutnost poslat do něj požadavek na nastavení dělicího poměru po sériové sběrnici I2C a taky požadavek na aktivaci výstupu volby TV pásma. Vyžaduje tedy přednostně řízení procesorem. (Jistě, pomocí dvou tlačítek a dvou LEDek s ním lze komunikovat taky, ale je to hrozná pakárna.)
Za to se odmění tím, že umí ovládat celý kanálový volič, jen mezi PWM výstup a vstup ladicího napětí kanálového voliče se musí zařadit jeden tranzistor a filtr ladicího napětí.

Zatím by ti mohlo tohle stačit, třeba se už chytneš, čím začít.

OT: s tou angličtinou se budeš muset asi taky nějak srovnat, prostě stala se univerzálním světovým jazykem. Asi nebudeme mít vždy to štěstí, jako loni v rozhlasovém pořadu na ČRo2 z karlovarského filmového festivalu, kde dva režiséři - Japonec a Finka - hovořili velmi dobře česky. A mezi sebou také, protože to byla jediná řeč, v níž se domluvili nejlíp....