PLL - Utilisation mélangeur + passe bas à la place d'un prescaler

[quentin08]

Bonjour,

Plutôt qu'utiliser un prescaler dans une PLL, je préfère mettre un mélangeur + passe bas pour baisser la fréquence du VCO. Il conserve le pas de la PLL contrairement au prescaler

La boucle retour serait ainsi :
VCO -> Mélangeur -> Passe bas -> Diviseur programmable -> Comparateur de phase


Je me dis que le passe bas va forcément déphaser la sortie du mélangeur, et je me demande s'il y a une incidence sur le fonctionnement de la PLL
- Allongement de la période transitoire ?
- Un risque qu'elle n'accroche pas ?

gwgidaz m'avait montré cette méthode pour calculer une PLL avec un comparateur de phase 3 états :
http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post5984328

Bon, le mieux c'est de donner un exemple de calcul de la boucle PLL.

A partir de la sortie 13 du 4046 , on trouve : ( j'ai pas envie de faire le schéma, j'espère que c'est clair)

en sortie 13 du 4046 , une résistance R1 .
En sortie de R1, et allant vers la masse : R2 et C1 ( R2 et C1 sont donc en série, et C1 a une patte à la masse.)
On sort sur le point commun de R1 et R2 . Sur ce point commun, on met une capa C2 à la masse.
Depuis ce point commun , on va sur la varicap du VCO, par une résistance en série de quelques milliers d'ohms.



Calcul de Kphi :
Le 4046 est alimenté en 8 V donc Kphi = Vdd/4pi = 8/12,5 = 0,64 V/rd

Calcul de la pente du VCO :
Le VCO bouge de 200 KHz si sa tension de commande bouge de 2 V
Donc KV = 100 KHz /volt donc Kv = 100 000 Hz/volt

Calcule de N :
N= 10 si on divise la fréquence de sortie du VCO par 10 avant de l’appliquer au comparateur de phase .

Calcul de Wo = Kphi . Kv /N = 0,64 . 100 000 /10 = 6400 rd/s

Calcul de W1 : je me donne R1 = 10 Kohm et je veux W1 tres inférieur à wo , par exemple W1 = 100 rd/s
W1 = 1/R1 C1 ce qui donne C1 = 1 µF

Calcul de Wn = racine de ( Wo .W1) = rac ( 6400 . 100 ) = 800 rd/s

Calcul de la resistance R2 , (très important car elle va redresser la pente pour être stable : Il faut ksi de l’ordre de 1. )
Comme j’ai pris W1 tres inferieur à Wo , la valeur de R2 est simple à calculer :
R2 = 2 ksi / C. Wn = 2 / 10E-6 . 800 = 2500 Ohms
Remarque : comme W1 est très inférieur à Wo, il suffit de prendre R2 environ le quart ou le tiers de R1.

Calcul de C2 , le filtrage supplémentaire pour éliminer les residus : 1/ R1 C2 doit être très inferieur à wn . Par exemple C2 = 10 nF.
Derrière ce filtre, on met bien sur une résistance assez grande ( 10K) pour appliquer la tension à la diode varicap .

Il n'y a pas besoin d'AOP....

Y a t-il quelque chose de plus à prendre en compte ?

Merci
-----

[penthode]

hello ,

il y a , surtout, que tu introduis un oscillateur supplémentaire ( celui du mélangeur) avec tous ses défauts possibles...

stabilité , phase , précision , etc......

[gwgidaz]

Bonjour,

Oui, ça peut marcher, mais il faut avoir conscience de :

-comme on te l'a dit, il faut que l'oscillateur soit de bonne qualité ( quartz...)

- attention au sens de la variation de fréquence sur la fréquence basse ,si tu utilises la sortie trois états d'un 4046, qui est plutôt un comparateur de fréquence; si tu fais un mélange avec un quartz de fréquence supérieure à la fréquence du VCO, une tension delta V sur le VCO produit un shift inverse. ( si F e VCO augmente, à la sortie du mélangeur, la fréquence baisse)

- attention aussi au processus de verrouillage: si tu abaisses la fréquence par mélange, avant le verrouillage, l'écart "relatif" de la fréquence est plus grand. Par exemple, si ton vco 10 MHz doit être corrigé de 1 MHz, ( donc 10%) , si tu mélanges avec un quartz 8 Mhz, la fréquence de sortie du mélangeur sera de 2 MHz, toujours avec un shift de 1 Mhz, soit une variation de 50 %. Bien sur, ça se gère ....

Je ne vois pas l'intérèt de faire par mélange, un prescaler est plus facile à mettre en oeuvre...

[quentin08]

Bonjour,

D'accord ce n'est pas une si bonne idée, c'était juste pour savoir, mais tant que j'y suis c'est le moment de poser des questions
J'ai mis un schéma simplifié de ce que ça aurait donné

il y a , surtout, que tu introduis un oscillateur supplémentaire ( celui du mélangeur) avec tous ses défauts possibles...

Je voulais partir de quelque chose de stable, un oscillateur à quartz

phase

Phase ?
Le déphasage produit par le filtre du mélangeur ?
Si c'est ça, c'est ma question de départ, je ne vois pas trop comment prendre en compte le déphasage dans les calculs

- attention au sens de la variation de fréquence sur la fréquence basse ,si tu utilises la sortie trois états d'un 4046, qui est plutôt un comparateur de fréquence; si tu fais un mélange avec un quartz de fréquence supérieure à la fréquence du VCO, une tension delta V sur le VCO produit un shift inverse. ( si F e VCO augmente, à la sortie du mélangeur, la fréquence baisse)

C'est vrai, j'y avais pas pensé à ça, heureusement, j'avais pris un quartz de valeur inférieure dans le schéma

- attention aussi au processus de verrouillage: si tu abaisses la fréquence par mélange, avant le verrouillage, l'écart "relatif" de la fréquence est plus grand. Par exemple, si ton vco 10 MHz doit être corrigé de 1 MHz, ( donc 10%) , si tu mélanges avec un quartz 8 Mhz, la fréquence de sortie du mélangeur sera de 2 MHz, toujours avec un shift de 1 Mhz, soit une variation de 50 %. Bien sur, ça se gère ....

Si j'ai bien compris, il faut considérer que le VCO, mélangeur et filtre ne font qu'un. Ainsi, le diviseur programmable voit un VCO avec une fréquence plus basse que ce qu'elle n'est vraiment
Au final, dans ton exemple, c'est comme si j'avais un VCO fonctionnant directement autour de 2 MHz, sans mélangeur pour baisser la fréquence.
Donc calculer la PLL de cette manière :
Sortie 4046 -> Filtre -> VCO autour de 2MHz -> Diviseur programmable -> Entrée 4046
J'espère avoir compris ?

Merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Si j'ai bien compris, il faut considérer que le VCO, mélangeur et filtre ne font qu'un. Ainsi, le diviseur programmable voit un VCO avec une fréquence plus basse que ce qu'elle n'est vraiment
Au final, dans ton exemple, c'est comme si j'avais un VCO fonctionnant directement autour de 2 MHz, sans mélangeur pour baisser la fréquence.
Donc calculer la PLL de cette manière :
Sortie 4046 -> Filtre -> VCO autour de 2MHz -> Diviseur programmable -> Entrée 4046
J'espère avoir compris ?

Merci

Oui, c'est ça.