Dimensionierung PLL

Viergewinnt Gast #5968123
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Hallo, ich habe eine Frage zu folgender Schaltung "3.2 Der 
netzfrequenzsynchrone Frequenzmultiplier" (auch im Anhang zu finden): 
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scnf2.htm

Ich muss noch erwähnen, dass ich von PLLs keine Ahnung habe und erst 
einmal davon ausgehe, dass der Autor alles richtig gemacht habe und ich 
es nur nicht verstehe.

Es geht um die Dimensionierung des VCO: R6, R7 und C3. Nach den Formeln 
aus dem Datenblatt des 4046 
(https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC14046B-D.PDF  Figure 2. auf S. 
4) ergibt das f_min=770Hz und f_max=3,77kHz. Wie kann so eine 
Ausgangsfrequenz von 5,8kHz erreicht werden, wie es der Autor angibt? 
Nach meinem Verständnis sollte der VCO mit dieser Dimensionierung bei 
maximaler Eingangsspannung eine Signal mit einer Frequenz von 3,77kHz 
erzeugen.

Wenn ich die Schaltung dimensionieren würde, hätte ich f_min < 5,8kHz < 
f_max gewählt.

Es wird leider nicht weiter auf die Dimensionierung eingegangen, sondern 
nur auf das Datenblatt verwiesen. Zusätzlich steht noch dabei, dass die 
Dimensionierung zur "Desensibiliserung des VCO" beiträgt. Legt man 
deswegen f_max etwas unter die gewünschte Frequenz?

Hoffentlich kann jemand etwas Licht ins Dunkel bringen.
Grüße!
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HildeK Gast #5968158
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Viergewinnt schrieb:
> Nach meinem Verständnis sollte der VCO mit dieser Dimensionierung bei
> maximaler Eingangsspannung eine Signal mit einer Frequenz von 3,77kHz
> erzeugen.

Nein. Schau dir mal grundsätzlich an, wie eine PLL funktioniert. Z.B. im 
Datenblatt des CD4046 ...
Die Ausgangsfrequenz und der Tiefpass im Schleifenfilter haben zunächst 
nichts miteinander zu tun.

Die Schaltung generiert eine Frequenz am Ausgang, die mit dem CD4040 auf 
die Eingangsfrequenz herunter geteilt wird - in dem Fall auf die 50Hz, 
die auch als Referenzfrequenz eingespeist wird (Pin 14 und Pin 3).
Das geht auf den Phasenvergleicher (A1), der idealerweise eine 
Gleichspannung am Ausgang liefert. A1 tut das nicht, aber er liefert 
Pulse nach HIGH oder nach LOW und ist zwischendurch hochohmig. Das 
Filter versucht nun daraus eine nur sich langsam ändernde 
Wechselspannung zu machen, die den VCO-Steuereingang bedient.
Je nach Anforderung kann die Grenzfrequenz auch sehr tief sein, dann 
folgt eben der Ausgang nur entsprechend langsam einer sich ändernden 
Eingangsfrequenz.
Sehr allgemein gesagt: die PLL "filtert" die Frequenzschwankungen des 
Eingangssignals aus. In dem Beispiel ist die Anwendung jedoch eine 
Frequenzvervielfachung (von stabilen 50Hz auf 5.8kHz). Aber auch da wird 
jede Schwankung, diesmal in der Frequenz des VCO (Temperatur, Rauschen), 
durch eine Korrektur der Steuerspannung an Pin 9 zu verhindern versucht. 
Diese Korrektur kann maximal mit einer Frequenz erfolgen, die der 
Tiefpass noch durchlässt.
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Viergewinnt Gast #5968253
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HildeK schrieb:
> Die Ausgangsfrequenz und der Tiefpass im Schleifenfilter haben zunächst
> nichts miteinander zu tun.

Hallo Hildek, danke für deine Antwort. Das habe ich auch so verstanden. 
Mir geht es um die Bauteile R6 (Pin11), R7 (Pin 12) und C3 (Pint 6-7) am 
VCO. Diese sollten einen Einfluss auf die Ausgangsfrequenz haben?
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Robert M. #5968255
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Viergewinnt schrieb:
> ergibt das f_min=770Hz und f_max=3,77kHz. Wie kann so eine
> Ausgangsfrequenz von 5,8kHz erreicht werden, wie es der Autor angibt?

Ja, rein rechnerisch bewegt sich die Frequenz des VCO zwischen ca. 900Hz 
und 3,9kHz. Allerdings steht im DB auch folgendes:

> Calculated component values may be in error by as much as a factor of 4,
> laboratory experimentation may be required for fixed designs.

Anscheinend haben im gegebenen Bsp. die gewählten Bauteile in der Praxis 
gepasst.

Viergewinnt schrieb:
> Zusätzlich steht noch dabei, dass die
> Dimensionierung zur "Desensibiliserung des VCO" beiträgt.

Über das Verhältnis R7/R6 lässt sich der Hub (fmax/fmin) des VCO 
begrenzen, womit Störungen auf der Steuerspannung weniger Einfluß auf 
den VCO haben.
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Viergewinnt Gast #5969337
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Robert M. schrieb:
>> Calculated component values may be in error by as much as a factor of 4,
>> laboratory experimentation may be required for fixed designs.
>
> Anscheinend haben im gegebenen Bsp. die gewählten Bauteile in der Praxis
> gepasst.

Das kann natürlich sein. Ich bin davon ausgegangen, dass das so eine 
Phrase ist wie "alle Angaben ohne Gewähr" oder "wenn es explodiert sind 
sie selbst schuld und können uns nicht verklagen".
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