Praktikum
PLL 2. Ordnung
PLL 2. Ordnung
Design Aufgabe:
Takterzeugung so, dass genau N = 512 Samples pro Pulsperiode entstehen
200…400 Hz Rep. freq.
Pulse Trigger
Sampling Clock
PLL 2. Ordnung
V/rad V/V
rad/rad
KF(s)KPD
KDIV
Pulse Trigger
Pulse Trigger
sV
srad
s1KVCO
DIV
REF
REF
DIV
H(s) = DIV/REF
Units:
Transfers:
Closed Loop
4
Loop Filter LF: PLL 2. Ordnung
Note: Negative sign in KF : PD input exchange
ii
1
Zeitkonstanten:
)+s(+1s+1)s(K
21
2F
1
2aF s+1
s+1K)s(K
1
2aF s
s+1K)s(K
Einfachster PLL IC 2. Ordnung
MC14046 / CD 4046 / HEF 4046 / MM74HC4046 … Family
Design PLL 2. Ordnung
))(s1()s1(
s1KKK)s(K
sKKK)s(V
21
2VCODIVPDF
VCODIVPDS
)VV(s)ff(2
sK (s)T
lowhigh
lowhighVCOVCO
N1K)s(T DIVDIV
4VVK)s(T SSDD
PDPD
)+s(+1s+1)s(K
21
2F
H(s) = DIV/REF
f1
f1
TVCOTLF
VS
PLL Daumenregel
• Wahl der Loop Bandbreite: f3 festlegen *
• Wahl von 2: Knickfrequenz f2 um einen Faktor 2 - 5 tiefer als f3 ansetzen • Erreichte Phasenmarge ist so auf der guten Seite (i.A. bei 5 am grössten)
• 1 Berechnung: Bedingung muss erfüllt sein
• Loop Filter: C wählen, R1, R2 aus 1 und 2 berechnen 7
Design PLL 2. Ordnung
f1
f1
1)f2js(V 3S
PLL 2. Ordnung
Examples:
Case A f3 = 2 Hz Daumenregel: Faktor 4Case B f3 = 10 Hz Daumenregel: Faktor 2Case C f3 = 1 Hz LF ohne Lead AnteilCase D f3 = 2 Hz Daumenregel: Faktor 4 3rd Order f4 = 5 Hz
VDD = 10 V, C = 3.3 uF
f1
f1
TVCOTLF
VS
case:
f3 = 2 Hz
Faktor 4
i 2 20000
wii
20
Ti880000.8
512
1 j 1 wi 0.0950 3.3
j wi 1 j wi
1.1 3.3 Motorola, 10 V,
Reserve 4 , BW 2 Hz
phi360
2 atan
Im Ti
Re Ti
180 T10 106.193 82.259i
ph10 142.238
closed loop Marge
Hi
Ti
1 Ti
Vs_margei phi 180 fiwi
2 Vsi Ti
0.01 0.1 1 10 10040
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 log Vsi
Vs_margei
20 log Hi
fi
2fR
f
case:
f3 = 10 Hz
Faktor 2
i 2 20000
wii
20
Ti72000512
1 j 1 wi 0.0095 3.3
j wi 1 1 j wi
0.024 3.3
phi360
2 atan
Im Ti
Re Ti
180 T10 6.718 280.984i
ph10 91.37
closed loop Marge
Hi
Ti
1 Ti
Vsphase i phi 180 fiwi
2 Vsi Ti
0.01 0.1 1 10 10040
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 log Vsi
Vsphasei
20 log Hi
fi
2fR
f
case:
f3 = 1 Hz
no lead in filter
i 10 50000
wii
100
Ti90000512
1 j 1 wi 0.00 6
j wi 1 1 j wi
0.66 6
phi360
2 atan
Im Ti
Re Ti
0 Vsi Ti
Vsphase i phi fiwi
2
Hi
Ti
1 Ti
0.01 0.1 1 10 10040
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 log Vsi
Vsphasei
20 log Hi
fi
2fR
f
i 2 20000
wii
20
Ti72000512
1 j 1 wi 0.0470 6.8
j wi 1 1 j wi
0.62 6.8 1 j wi 0.0047 6.8
phi360
2 atan
Im Ti
Re Ti
180 T10 101.733 67.444i
ph10 146.458
closed loop Marge
Hi
Ti
1 Ti
Vsphase i phi 180 fiwi
2 Vsi Ti
0.01 0.1 1 10 10060
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
20 log Vsi
Vsphasei
20 log Hi
fi
case:
f3 = 2 Hz
Faktor 4
2fR
f