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pll en multiplieur de fréquence



  1. #1
    Diator

    pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour,

    J’aimerais multiplier la fréquence d’un signal par 100. Il s’agit d’un signal carré dont la fréquence peut varier de 200 Hz à 900 Hz.
    Ca fait des heures que j’essaye de mettre au point une PLL sous Saber mais impossible. Au départ j’avais utilisé un Xor comme comparateur de phase maintenant j’utilise celui de la pll 4046 de philips avec des bascules mais ce n’est pas mieux ?
    Je ne vois pas comment parametrer le VCO.
    Il faut que je rentre une tension de référence, une fréquence de référence et un slope (en Hz/V). Je ne vois pas quoi mettre.

    Merci d’avance pour votre aide.

    @+

    -----


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  3. #2
    annjy

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    bonsoir,

    Je ne connais pas Saber, (sans doute en temps que vieux - je pressens un logiciel de simulation...).
    Quoi qu'il en soit, as tu un schéma à proposer?
    si oui, merci de le joindre (format GIF, je crois, est apprécié)

    A+
    JY

  4. #3
    Chimimic

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour Diator et les autres,

    tout comme Annjy, je vais attendre ton schéma. Mais je te confirme dès maintenant que tu pourras utiliser le 4046 pour faire ce que tu veux. Ce cera d'autant plus simple que le rapport de fréquence entre signal source et signal généré par le VCO est fixe (pas besoin de diviseur programmable, deux CD4017 suffisent ici), et que la plage de variation du signal à multilier n'est pas trop importante. Comme tu dois sans doute déjà le savoir, le plus "dur" ici sera de trouver le bon type de filtre de boucle, et la bonne valeur des composants qui le constituent. Mais ce n'est pas insurmontable

    Cordialement.

  5. #4
    jiherve

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonsoir
    Chimimic a presque tout dit !
    Sauf qu'il faut aussi chiader l'alim du 4046 ce bestiau (non interchangeable entre marques différentes) est trés chatouilleux de ce coté là (bruit < 10mv).
    A partir de la data sheet le calcul du filtre est bien expliqué.
    attention avec les simulateurs certains ne savent modéliser une pll que si leur résolution de calcul est idoine!
    Ex modelsim !

    JR

  6. #5
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour,

    Merci de votre aide.
    Dans un premier temps j'essaye de faire fonctionner la PLL pour qu'elle s'accroche sur mon signal d'entrée sans multiplier la fréquence.
    voila mon schéma:



    @+

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    jiherve

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour
    A mon avis ton passe bas va être un peu juste à 100 Hz (RC = 10^-2 s)!
    En fait ta dynamique est trop grande une pll ne fonctionne bien que sur qqs % autour de sa fréquence centrale, il faut ou bien conditionner ton signal de réference afin de réduire sa dynamique, ou ce qui revient au même avoir un filtre de boucle "adaptatif" dans tous les cela suppose des commutations.
    JR

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  10. #7
    Chimimic

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour Diator et les autres,

    voilà un schéma bien simplifié, le principe est juste. Mais il serait interressant que tu fournisses le schéma complet avec lequel tu as commencé à travailler.

    Pour la simulation (SPICE ou autre), il faut savoir que les modèles sont souvent constitués d'un modèle "numérique" et non analogique, afin de consommer moins de ressources processeur. Pour cette raison, il peut être nécessaire de spécifier la plage de fonctionnement du VCO avant toute chose. Si elle est fixée par défaut de 0 à 600 KHZ par exemple et que tu veux travailler avec des signaux de l'ordre 20 KHz ou 90 KHz, tu risques de tourner en rond pendand un bon moment. A vérifier donc, on ne sait jamais...

    Pour l'alim, je confirme que c'est assez chatouilleux et que ça dépend des circuits. J'ai été moins embêté sur ce point par les CI Philips, mais tout de même, un bon découplage est impératif (10u / 10n suffisent). Même pour travailler à des fréquence "faibles".

    A bientôt,
    Cordialement.

  11. #8
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Merci,

    Mon passe bas est à 15 Hz.

    Le schéma sur lequel j'ai commencé à travailler est celui fournit précédemment.

    Pour le VCO utilisé je dois spécifier plusieurs paramètres tels que la fréquence centrale, la tension de référence, le slope (en Hz/V) les fréquences et tensions min et max.

  12. #9
    Chimimic

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Pour appuyer ce que disait jihervé, et pour ajouter un petit indice, tu peux avec le 4046, constituer un multiplieur par 100, pour une plage de signaux d'entrée s'étalant de 30 Hz à 10 KHz (sortie 3 KHz à 1 MHz) en deux gammes seulement : une pour signaux 30 Hz à 300 Hz et une pour signaux 200 Hz à 10 KHz. Ce qui confirme en même temps que tu peux utiliser un seul filtre de boucle, sans commutation de capa de constante de temps, pour la gamme qui te concerne.

    En tout cas, d'accord avec jihervé, la constante de temps que tu as employée est au moins dix fois trop grande...

    Cordialement.

  13. #10
    Chimimic

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Et un petit conseil pour le filtre de boucle : essayes plutôt avec un réseau R/C+R au lieu d'un RC : R partant de la broche 13 du 4046, allant sur la broche 9, et de cette broche 9, allant vers la masse, une cellule série RC. Voir dans datasheet si nécessaire.

  14. #11
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Merci,

    J'ai utilisé une constante de temps RC pensant qu'il fallait "lisser" au maximum la valeur moyenne afin de ne plus avoir d'ondulation. Je croyais que ça allait seulement ralentir le verrouillage de la PLL mais on dirait que ça a une autre incidence.

    Pour l'instant je fais une simulation avec des éléments discret pas de CI 4046.

    Que mettre pour calibrer mon VCO (fréquence centrale, la tension de référence, le slope, les fréquences et tensions min et max) ?

    @+

  15. #12
    Chimimic

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Il faut que tu définisses en premier lieu la valeur des composants du filtre de boucle pour une utilisation sur la fréquence centrale, qui est dans ton cas de 55O Hz, tout en prenant en compte la "déviation" de fréquence autorisée, autrement dit la plage de capture, dans laquelle le système accèpte de se verrouiller.

    Pour les fréquences extrêmes de 200 Hz et de 900 Hz, la valeur de la tension moyennée par le filtre de boucle doit tenir dans la plage de fonctionnement du VCO, par exemple 2V et 9V pour un montage alimenté en 12V. Ce sont des valeurs arbitraires et possibles, qui peuvent différer (note cependant le rapport entre 2V / 200 Hz et 9V / 900 Hz).

    Concernant la constante de temps, je n'irais pas jusqu'à dire que c'est tout un art, mais quand il faut travailler avec une plage de fréquence "étendue", ça frise parfois le casse-tête pour un fonctionnement correct aux fréquences extrêmes... C'est là que tu vas devoir bosser

    Cordialement.

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  17. #13
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Merci beaucoup.

    Ca fonctionne bien, j'arrive a obtenir la même fréquence en sortie du VCO qu'en entrée du comparateur de phase. C'était en fait ma cellule RC qui posait problème (je ne comprend pas exactement pourquoi). J'ai pris 500ohms, 1µF.

    a+

  18. #14
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Ma joie fut de courte durée, j'ai essayer d'insérer un diviseur par 2 dans la boucle de retour et rien ne va plus...
    Je me suis limité à des signaux d'entrée de 400Hz->800Hz. Si mon signal d'entrée est entre 500 et 700Hz ça fonctionne bien, j'ai en sortie une fréquence allant de 1000 à 1400Hz, au delà ça se gâte. J'ai essayé de changer la constante de temps, en vain...
    Auriez vous une idée?

    Merci,
    a+

  19. #15
    jiherve

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonsoir
    Ton VCO peut il aller plus loin?
    Dans un premier temps place un potard pris entre VCC et GND et envoie le curseur au travers d'une 1K ou 2,2 K à l'entrée du VCO et mesure l'excursion de fréquence.
    Avec un 4046 tous les calculs ne donnent que des résultats approchans.
    JR

  20. #16
    Diator

    Re : pll en multiplieur de fréquence

    Bonjour et Merci,

    Les choses rentrent dans l'ordre
    Par contre un petit problème de précision subsiste, quand je mets 500Hz en entrée j'obtient 50kHz +/-10% en sortie du VCO.
    Ma cellule RC est 1.1k, 1µ. Peut on améliorer la précision pour passer sous les 5%? Peut être avec une cellule R/C+R mais comment la paramétrer, j'ai regardé la datasheet du 4046 mais je ne comprend pas grand chose.

    A+

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