Forum: HF, Funk und Felder Frage: PLL auf ein Frequenz-Gemisch locken


von asd (Gast)


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Hallo,

ich hab hier ein Problem: ich will eine Frequenz erzeugen die auf eine 
Referenz in Frequenz und Phase gelockt ist. Problem ist dass mein 
Referenzausgang nicht eine einzelne Frequenz ausgibt, sondern ein 
Mehrtonsignal aus 2 oder 3 Frequenzen (10-100MHz). Ganz klar, das war 
nie als Ref-Ausgang gedacht, sondern als LO-Ausgang und die einzelnen 
Frequenzen würden im Normalfall per Diplexer getrennt. Aber es ist eben 
der Anschluss an den ich am leichtesten ran komme. Nun könnte ich eine 
der Frequenzen (20/30/130MHz) per Filter raus holen und in eine PLL 
speisen. Leider ist es so dass es verschiedene Konfigurationen gibt, und 
ich entweder für jeden einen eigenen Filter brauche (Notlösung), oder 
eine elegante Lösung hin bekomme: Ich schaffe es mich auf eine der 
Frequenzen zu locken ohne einen Filter. Einen "normalen" Ref Eingang 
einer PLL, z.B. ADF4002 traue ich das nicht zu denn wer weiß was 
passiert wenn ich ein Frequenzgemisch auf den Teiler gebe. Wenn ich 
einen eigenen Mischer benutze (siehe Skizze), dann sollten die anderen 
Frequenzen im Gemisch egal sein. Aber wie erkenne ich an dem Signal am 
Mischerausgang ob ich leicht ober- der unterhalb meiner Wunschfrequenz 
liege?
Wenn ich eine DDS als VCO nehme liege ich ja maximal 100Hz neben meiner 
Wunschfrequenz, also keine Gefahr auf die falsche Linie in der Referenz 
zu locken.
Habt ihr Tipps wie man die Erkennung machen könnte ob die Frequenz ober- 
oder unterhalb liegt? Und welche Chips es gäbe die einem ersparen alles 
diskret aufbauen zu müssen (v.a. Mischer und Phasendetektor)?

Schöne HF-Grüße,

von asd (Gast)


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Jetzt wo ich beim Tippen nochmal drüber nachgedacht habe: Wie wäre es 
damit dass ich nach dem Teiler eine Frequenz erzeuge die ein Stück weg 
liegt von der Frequenz auf die ich locken will, z.B. 5MHz, und nach dem 
Mischer einen Tiefpassfilter schalte. Die anderen Frequenzen in dem 
Gemisch wären weiter weg als diese 5MHz, so dass die einzige Frequenz 
die durch meinen Tiefpass durch kommt die gewünschte ist. Der 
Frequenzbereich des VCOs müsste so eingeschränkt sein dass der gar nicht 
auf eine falsche Linie locken kann. Also ein VCXO wenn das alles rein 
analog läuft, oder eine DDS wenn ich das Signal aus der Charge Pump mit 
einem ADC auswerte und die DDS passend verstelle.
Was ist eure Meinung? Zu kompliziert gedacht? Ein Pferdefuß den ich 
gerade nicht sehe?

von Gasheizer (Gast)


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Hast du ueberhaupt schon jemals eine PLL zusammengebaut?
Ganz gleich ob in einem UKW-Stereo-Dekoder, einem FM-Demodulator
oder sonstwo?

Wenn ich schon lese: "eine DDS als VCO nehme" habe ich da so
meine Zweifel. Wer oder was soll die DDS denn nachstellen?
Damit PLL funktioniert muss es auf die Phase rasten.
100 Hz daneben reicht da nicht.

Eine PLL rastet auf Signale die im "Fangbereich" ihrer Konstruktion
liegen ein. Bei einem "gestoerten" Signal braucht es dazu geeignete
Phasenvergleicher und das Signal sollte gegenueber den Stoersignalen
auch stark genug sein.

Und ein paar Filter um das zu erreichen sind dir schon zu viel?

von herbert (Gast)


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asd schrieb:
> Wenn ich eine DDS als VCO nehme liege ich ja maximal 100Hz neben meiner
> Wunschfrequenz, also keine Gefahr auf die falsche Linie in der Referenz
> zu locken.
> Habt ihr Tipps wie man die Erkennung machen könnte ob die Frequenz ober-
> oder unterhalb liegt? Und welche Chips es gäbe die einem ersparen alles
> diskret aufbauen zu müssen (v.a. Mischer und Phasendetektor)?
>
> Schöne HF-Grüße,

Na, von eine PLL haste noch nicht so viel gehört und gelesen. Hol das 
mal nach und dann schreibste wieder...oder geht es dir nur um Langeweile 
vertreiben?

von Grummler (Gast)


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asd schrieb:

> Hallo,
>
> ich hab hier ein Problem: [...]

Hmm. Okay soweit.


> [...] oder eine elegante Lösung hin bekomme: Ich
> schaffe es mich auf eine der Frequenzen zu locken
> ohne einen Filter.

Das wird m.E. nicht funktionieren: Mit der PLL eine
Frequenz aus dem Gemisch herauszufischen bedeutet, die
PLL schmalbandiger zu machen -- dann fängt sie aber
auch keine Frequenzen mehr, die außerhalb liegen.

Im Übrigen ist das auch ein Filter -- nur nicht vor
der PLL, sondern in der PLL...

Ohne Filter gehts m.E. nicht wirklich... allenfalls
mit einem DSP...


> Einen "normalen" Ref Eingang einer PLL, z.B. ADF4002
> traue ich das nicht zu denn wer weiß was passiert
> wenn ich ein Frequenzgemisch auf den Teiler gebe.

Richtig.


> Wenn ich einen eigenen Mischer benutze (siehe Skizze),
> dann sollten die anderen Frequenzen im Gemisch egal
> sein.

Das ist eigentlich doppelt gemoppelt, denn der Phasen-
detektor ist ja schon ein Mischer...


> Aber wie erkenne ich an dem Signal am Mischerausgang ob
> ich leicht ober- der unterhalb meiner Wunschfrequenz
> liege?

Erstmal gar nicht, denke ich. Erkennt eine normale PLL ja
auch nicht.


> Wenn ich eine DDS als VCO nehme

???


> Habt ihr Tipps

Nu ja... wirst Du nicht hören wollen: Filter verwenden.
Gern auch in Form mehrerer schmalbandiger PLLs, die jede
nur auf ihre eigene Linie einrasten, wenn die Linie im
Spektrum vorhanden ist.
Der Lock-Ausgang zeigt Dir an, welche Frequenz(en)
verfügbar sind...

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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asd schrieb:
> Aber wie erkenne ich an dem Signal am
> Mischerausgang ob ich leicht ober- der unterhalb meiner Wunschfrequenz
> liege?

Hallo,

im von Dir favorisierten Frequenzbereich dürfte ein multiplizierender 
Mischer die richtige Wahl sein. NACH dem Mischer befindet sich in jeder 
normalen PLL ein Tiepfassfilter, das man je nach gewünschtem Fang-  und 
Haltebereich konfiguriert, so daß mittels Nachführung des VCO der 
Phasenregelkreis auf eine der angebotenen Frequenzen einrasten kann.

asd schrieb:
> Habt ihr Tipps wie man die Erkennung machen könnte ob die Frequenz ober-
> oder unterhalb liegt?

Hinter dem genügend schmalen TP kommt was raus oder nicht.


asd schrieb:
> Nun könnte ich eine
> der Frequenzen (20/30/130MHz) per Filter raus holen und in eine PLL
> speisen. Leider ist es so dass es verschiedene Konfigurationen gibt, und
> ich entweder für jeden einen eigenen Filter brauche (Notlösung),

Somit wären drei Schwingkreise nötig, deren Ausgänge umgeschaltet 
werden. Evtl müssen auch die Mittenfrequenz des VCOs sowie die TPs 
umgeschaltet werden. Zwar gibt die Mittenfrequenz vor, wo die PLL am 
ehesten einrasten wird, aber je nach Größe der Amplituden der einzelnen 
Frequenzanteile kann es da zu Fehlern kommen, z.B. Einrasten auf 
Nebenlinien oder Oberwellen.

mfg

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Was geschieht in einem PLL der Abbildung zweite von oben ?
Der Mixer multipliziert die VCO Frequenz mit der Referenz. Dabei werden 
verschiedene Additions und Differenzterme generiert. Der (NF-)Tiefpass 
macht die oberen alle weg. Und der Regler regelt auf Null.
Wenn du's also schaffst, den VCO bei 30MHz starten zu lassen kann der 
allenfalls auf existierende 30MHz locken. Vorausgesetzt es existieren 
keine 30MHz Differenz Terme.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Liegen die drei Frequenzen immer alle phasenstarr zueinander an, oder 
fehlt eine je nach "Konfiguration"?

Willst du die anliegenden Frequenzen eventuell einzeln erkennen?

von Markus (Gast)


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Christian S. schrieb:
> NACH dem Mischer befindet sich in jeder
> normalen PLL ein Tiepfassfilter,
oder noch besser ein Bandpass.

Auf welche der Frequenzen soll denn hier gelocked werden? Ist es die 
unterste? Oder ist der Wert immer bekannt?

Eigentlich wäre es in so einem Fall angezeigt, die nicht benötigen 
Frequenzen kurzerhand zu sperren und nur den interessanten Bereich 
durchzulassen, also erst 2 Notches und danach ein Bandfilter, das dann 
auf die PLL arbeitet.

Wenn das nur mit 30MHz arbeitet, kann man das sogar noch digital machen.

von W.S. (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Der Mixer multipliziert die VCO Frequenz mit der Referenz.

Hast du schon einmal einen Phasenvergleicher-Chip aus der Nähe gesehen? 
Das ist erstmal eine digitale Schaltung. Je nachdem, ob die Flanke des 
Referenzsignals oder die Flanke des (heruntergeteilten) VCO-Signals 
zuerst kommt, wird der VCO nachgestimmt, höher oder niedriger.

Und wenn man ein Signal als Referenz hat, was verschiedene (aber 
offenbar voneinander unabhängige) Frequenzanteile beinhaltet, dann muß 
man sich fragen, wie deren Amplituden sich zueinander verhalten. Bei 
großen Amplitudenunterschieden wird die PLL auf den größten Signalanteil 
einrasten (allerdings gestört und dadurch jitternd), im anderen Falle 
kommt sie einfach aus dem Tritt.

Allerdings kommt mir ein "Mehrtonsignal aus 2 oder 3 Frequenzen 
(10-100MHz)" doch recht spanisch vor. Übliche Breitband-VCO's 
überstreichen zumeist nur ein Frequenzband 1:2 bis höchstens 1:3 und 
nicht bis zu 1:10. Sowas hat man allenfalls im NF-Bereich mit einem 
RC-Oszillator.

W.S.

von Purzel H. (hacky)


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Ich kenne Mixer, Phasendetektoren und Phasen-Frequenz-Vergleicher.

Ein Mixer multipliziert. So breitbandig wie er eben ist. zB ADEX-10, und 
erzeugt einen Satz mischprodukte. zB IF = RF-LO, RF+LO
Ein Phasendetektor macht dasselbe, hat aber mehr Signal und weniger 
Bandbreite im IF. zB SYPD-1
Ein Phasen-Frequenz Detektor erkennt die Richtung der Differenz. zB 
MC100EP140. Der kann natuerlich nur auf eine Frequenz locken.

Ein Mischer in einem PLL kann auch harmonisch locken, Die Referenz kann 
ein N-faches der Signalfrequenz sein. Oder umgekehrt.

von Robert M. (r0bm)


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Markus schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> NACH dem Mischer befindet sich in jeder
>> normalen PLL ein Tiepfassfilter,

> oder noch besser ein Bandpass.

Wie soll das mit einem Bandpass als Schleifenfilter funktionieren?

W.S. schrieb:
> Hast du schon einmal einen Phasenvergleicher-Chip aus der Nähe gesehen?
> Das ist erstmal eine digitale Schaltung. Je nachdem, ob die Flanke des
> Referenzsignals oder die Flanke des (heruntergeteilten) VCO-Signals
> zuerst kommt, wird der VCO nachgestimmt, höher oder niedriger.

Ein digitaler PFD ist hier nicht das richtige Mittel. Ein passender 
Vorschlag wurde schon weiter oben gemacht, ein analoger Phasendetektor 
z.B. in rein passiver Form als Diodenringmischer. Das Schleifenfilter 
muss dann um eine Fangschaltung ergänzt werden, die den VCO so lange 
wobbelt bis die PLL auf einer Referenzfrequenz, die im Frequenzbereich 
des VCOs liegen muss, einrastet.

von Henrik V. (henrik_v)


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Es gibt doch DDS die drei Frequenzen ausgeben können. Wenn da jetzt 
f_ref , f_PLL und f_(ref-PLL) rausfallen, sollte sich das doch über 
Mischer , Bandpass Phasendetektor regeln lassen.
Klang so als wären die Frequenzen bekannt und würden auch nicht soo wild 
driften. Radio mit AFC bekommt das ja auch hin ;)

von Gasheizer (Gast)


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> Radio mit AFC bekommt das ja auch hin

Noch einer der PLL nicht wirklich verstanden hat,
aber munter drauflosschnattert.
Bei einer AFC bleibt ein Restfehler.
Fuers Radio genau genug, fuer Referenzen unbrauchbar.

> Es gibt doch DDS die drei Frequenzen ausgeben können.
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