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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PLL für Dummies, Brauche HILFE!!!


Autor: Horst (Gast)
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Hallo, ich müh mich hier gerade mit dem Thema PLL's ab. Irgendwie 
erschliesst sich mir das Thema nicht ganz, um genau zu sein, ich seh 
nicht durch.

Das ganze mutiert aus dem Vorhaben aus einer Frequenz von 1.6 MHz eine 
Frequenz von 3.2 MHz zu machen, sprich eine Frequenzverdoppelung. Die 
verdoppelte Frequenz soll synchron zur normalen Frequenz laufen.

Hatte mir dafür den 4046 ausgesucht, aber... wie geht der Scheiss? Gibts 
evtl. einen einfacheren PLL Schaltkreis, vielleicht einen wo ich einfach 
einen Multiplikator mittels ein paar Digitalsignalen einstellen kann, 
wie z.B. die Multi-Einstellung auf Mainboards (z.B. BF-Jumper bei Sockel 
7).

Eigentlich steh ich nicht auf Wissen erbettlen aber ich bin wohl zu alt 
oder zu dumm für das Thema.

Gibts irgendwo ein leicht verständliches Tutorial? Google, ELKO und Wiki 
hab ich schon befragt, das hat irgendwie zu noch größerer Verwirrung 
geführt.

Habt schonmal vielen Dank!!

Autor: ... (Gast)
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>Gibts irgendwo ein leicht verständliches Tutorial?

ja

>Google, ELKO und Wiki hab ich schon befragt

genau dort

>das hat irgendwie zu noch größerer Verwirrung geführt.

dann gib's auf. Oder beschreibe, WAS du nicht verstehst. Es scheint 
nicht einfach zu sein, sich auf deine Wissensebene herabzulassen, also 
mach's uns nicht so schwer!

Autor: Horst (Gast)
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@...

na da steht doch genau was ich vor habe, wie mach ich das? Scheint als 
müsstest du dich nicht viel herablassen :D .

Danke!!!

Autor: reimay (Gast)
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MC12202 ist ein programmierbarer PLL Baustein
(einer von vielen)
siehe:

http://www.datasheetcatalog.com/motorola/34/

Autor: ... (Gast)
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>na da steht doch genau was ich vor habe, wie mach ich das?

Genau wie in den Tutorials beschrieben. 1.6 MHz zu verdoppeln ist eine 
absolute Standardanwendung. Wenn's nicht funktioniert, hast du 
Grundlegendes nicht verstanden. Wo soll ich anfangen? Logikgatter 
erklären? Welleneigenschaften erklären?

Autor: holzi (Gast)
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Bei Analog Devices gibt es einen Simulator. Damit wird erst der gesammte 
Loop simuliert.

holzi

Autor: horst (Gast)
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> Damit wird erst der gesammte Loop simuliert.

Wie meinen?

Autor: Falk (Gast)
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Nun, das Datenblatt + Application Notes sind schon recht ergiebig, wenn 
gleich man schon ein gewisses Level in Punkto Engineering braucht um da 
durchzusteigen. Der 4046 ist für die Aufgabe ideal und so ziemlich das 
einfachste und zuverlässigste was es dafür gibt. Jaja, es gibt die 
berühmten XOR Schaltungen mit Monoflops, die würde ich aber nicht 
empfehlen.

Ich versuchs mal mit nem Craskurs ;-)

1.) Dimensionierung des VCO. untere und obere Aussteuerfrequenz 
festlegen, danach R1, R2 und C1 berechnen. Ich sag mal 3,2 MHz +/- 5%

R1 = 5,3 k
R2 = 2 k
C1 = 1,5n

2.) Auswahl des Phasendetektors: Nimm PC2 (Phase-Frequency Comparator)

3.) Dimensionierung des Schleifenfilters: Pi mal Dauem sollte die 
Grenzfrequenz bei 1/10 .. 1/100 der Vergleichsfrequenz liegen. Hier also 
16 kHz

R3 = 6,8 k
C2 = 1,5 n

4.) für die Rückkopplung braucht man noch einen/2 Teiler, im einfachsten 
Fall ein 74HC74 (Ausgang Q quer auf D rückkoppeln)

5.) fertig ;-)

MfG
Falk

P.S. Alle Angaben ohne Gewähr ;-)

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Zum Verdoppeln reicht doch ein EXOR-Gatter mit RC-Glied, das muß doch 
keine PLL sein. einfach die 1,6 MHz direkt auf den einen EXOR-Eingang 
und über den Widerstand, dann C nach Masse auf den zweiten Eingang. Die 
Phasenverschiebung muß etwa 1/4 Periode sein. Ein Gatter vom 74HC86 
sollte passen. Schwieriger wird es breitbandig, aber für eine feste 
Frequenz ist das die einfache Lösung. Breitbandiger wäre z.B. ein 
Analogmultiplizierer als Quadrierer geschaltet.

Autor: Horst (Gast)
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@Christoph Kessler

Ja, aber da ich mich sowieso mal irgendwie mt dem Thema PLL beschäftigen 
wollte, daß die Materie so undurchschaubar oder schlecht durchschaubar 
ist hätt ich nicht gedacht.

@Falk

Vielen Dank für deine Antwort, jetzt muß ich das alles nur noch 
verstehen und das warum ergründen :D .

@...

>Wo soll ich anfangen?

Wie wärs erstmal mit nem Namen? Hab doch ausführlich beschrieben daß ich 
da nicht durchsteige. Anstatt hier grosskotzig mit deinem Wissen hinterm 
Berg zu halten könntest du dich ja mal konstruktiv beteiligen, oder ist 
das Wissen doch nicht so gross?

Der ICS502 ist mir gerade mal so beim stöbern hier im Forum ins Auge 
gschossen, wär das was?

Mir erschliesst sich nicht so ganz wie sich das mit der Referenzfrequenz 
verhält und warum mit der PLL ein vielfaches der Referenzfrequenz 
möglich ist.

Wie wird das eigentlich bei Computerprozessoren gelöst? Hat der intern 
eine PLL die den Bustakt abgreift und vervielfacht oder wird das extern 
gelöst? Ich schweife etwas ab...

Danke für eure Mühe!

Autor: ... (Gast)
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>Mir erschliesst sich nicht so ganz wie sich das mit der Referenzfrequenz
>verhält und warum mit der PLL ein vielfaches der Referenzfrequenz
>möglich ist.

Also doch die Grundlagen. Ich versuche es jetzt gar nicht erst, sondern 
empfehle, die entsprechenden Seiten im Horowitz "Art of Electronics" zu 
lesen, kannst du auf amazon.de auszugsweise finden. Dort ist ein 
Beispiel mit dem 4046 beschrieben und durchgerechnet.

Und bevor du wieder schreibst "Die Erklärungen im Horowitz verstehe ich 
nicht. Kann mir jemand PLLs erklären?" lerne bitte, sinnvolle Fragen zu 
stellen.

>Wie wird das eigentlich bei Computerprozessoren gelöst? Hat der intern
>eine PLL die den Bustakt abgreift und vervielfacht

ja

Autor: Falk (Gast)
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> Mir erschliesst sich nicht so ganz wie sich das mit der Referenzfrequenz
> verhält und warum mit der PLL ein vielfaches der Referenzfrequenz
> möglich ist.

Die Ausgangsfrequenz des VCO ist immer N * Eingangsfrequenz, wobei N der 
Teilerfaktor im Rückkopplungspfad der PLL ist.

Warum das so ist?
Kurze Antwort. Weil der Phasenkomparator dafür sorgt, dass beide Signale 
(Eingangstakt + geteilter VCO Takt) die gleiche Frequenz und Phase 
haben.

> Wie wird das eigentlich bei Computerprozessoren gelöst? Hat der intern
> eine PLL die den Bustakt abgreift und vervielfacht oder wird das extern

Ja. Wobei ich nicht genau weiss ob sich die PLL im Prozessor oder auf 
dem Chipset vom Mainboard befindet. Ich tippe auf Prozessor.

MFG
Falk

P.S. Ich habs nochmal angeschaut, R1/R2 müssen > 3K sein, sowie in 
Parallelschaltung >2.7K. Im Anghang die überarbeitete Version deLuxe ;-)


Autor: holzi (Gast)
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Also, der Phasendetektor und Loop macht, dass die beiden Frequenzen 
senkrecht aufeinander stehen. Dh miteinander multipliziert Null ergeben. 
Das Konzept is t nahezu unendlich einfach.

holzi

Autor: Falk (Gast)
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@holzi

Dafür ist deine Erklärung unendlich unverständlich ;-)

MFG
Falk

Autor: horst (Gast)
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> die beiden Frequenzen senkrecht aufeinander stehen. Dh miteinander
> multipliziert Null ergeben.

Wie meinen?

Also 1.6Mhz*3.2MHz = 0
Bei welcher Phasenbedingung soll das hinkommen?

Autor: holzi (Gast)
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Tatsaechlich ?
Also der Phasendetektor ist ein Multiplizierer mit 2 Eingaengen. Der 
Regelkreis (Loop) macht dass das Multiplikat gleich Null ist. Und das 
ist der Fall wenn die Frequenz gleich und die Phase 90 Grad ist.

holzi

Autor: holzi (Gast)
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Der VCO wird geteilt (div 2) und dann verglichen...

holzi

Autor: holzi (Gast)
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Sind wir uns einig, dass bei gleicher Frequenz ein DC rauskommt, der nur 
noch von der Phase abhaengt ? Und bei Phase 90 Grad, der DC Null ist ?

Autor: Falk (Gast)
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Man lese

http://www.amazon.de/Phase-Locked-Loops-Simulation...

Was du meinst ist ein Analogmultiplizierer als Phasendetektor. Der 4046 
hat aber einen digitalen Phasendetektor. Der wandelt eine 
Phasenverschiebung in eine Pulsbreite.

MFG
Falk

Autor: anfänger (Gast)
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@db1uq:

die variante mit 90grad verschobenem signal und xor klingt gut.
könntest du einem anfänger vielleicht kurz erklären wie die 
phasenverschiebung dort zu stande kommt? der kondensator liegt ja gegen 
masse, nicht in reihe wie ich vermutet hätte?

vielen dank

Autor: Name (Gast)
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Andere Möglichkeit (keine PLL):
-Gleichanteil mit C abtrennen
-ein bischen Tiefpass filtern (zu steile Flanken stören hier)
-Brückengleichrichter (schnelle Dioden!)
-evtl. nochmal filtern
-Signalregeneration (z.B. Schmitt-Trigger)

Autor: Falk (Gast)
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Das ist ja noch vermurkster als die XOR Variante!!!
Bähhh, pfui.

MFG
Falk

P.S. Wem die PLL zu schwierig ist, hier der XOR Taktverdoppler. Auf 
eigenes Risiko.

Autor: Horst (Gast)
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Bekommt den PLL und XOR-Taktverdoppler die doppelte Frequenz auch 
synchron zur ursprünglichen Frequenz hin oder gibts da abweichungen? Das 
wär dann nämlich kritisch.

Danke

Autor: holzi (Gast)
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Ein Verdoppler erzeugt immer eine synchrone Oberwelle. Wodurch sollte 
sich die Phase denn veraendern ?

holzi

Autor: Horst (Gast)
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Naja, verändern nicht, aber vielleicht etwas verschieben, durch 
Signallaufzeiten o.Ä.

Horst!!

Autor: BoB (Gast)
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Also eine einfache Verdopplung würde ich ehrlich gesagt auch mit dioden 
und nem C machen.

Ich find das nicht mehr gemurkst als mit XOR-Gattern ausserdem 
breitbandiger zu gebrauchen

Autor: Falk Willberg (dl3daz) Benutzerseite
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Horst wrote:
...
> Anstatt hier grosskotzig mit deinem Wissen hinterm
> Berg zu halten könntest du dich ja mal konstruktiv beteiligen, oder ist
> das Wissen doch nicht so gross?

Weißt Du, Horst, ich kenne gerade (nur) die Grundlagen der PLL. Aber 
bevor ich riskiere, von Dir angepöbelt zu werden, weil Du nicht 
verstehst, was ich schreibe, lasse ich es lieber ganz sein.

Falk

Autor: Falk (Gast)
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@ Horst

> Bekommt den PLL und XOR-Taktverdoppler die doppelte Frequenz auch
> synchron zur ursprünglichen Frequenz hin oder gibts da abweichungen? Das
> wär dann nämlich kritisch.

Was verstehs du under "synchron"? Dieses Wort wird sehr weitläufig 
benutzt. Ja, auch das XOR generiert einen verdoppelten Takt, der 
phasenstarr an den Eingangstakt gekoppelt ist. ABER!!! Die Phasenlage 
ist mehr oder weniger Null Grad (im wesentlichen um eine Gatterlaufzeit 
verschoben, bei HC so um 10ns).

Die PLL regelt die Phase auf weniger als 1ns genau aus. GO FOR IT!!!

MFG
Falk

Autor: gast (Gast)
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das ganze funktioniert auch auch mit einem 40xx, da eine pll typ. ein 
heruntergeteiltes ref. signal und ein heruntergeteiltes quell signal 
bekommt. die pll (einfach xor) ermittelt die differnz der beiden und 
gibt das ergebnis via rc glied an eine vco. grundlagen einer pll sind 
auch in sehr vielen web pages zu finden. für eine einfache 
taktverdopppelung gibt es jedoch einfachere lösungen.

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