Forum: HF, Funk und Felder PLL mit Standard-Bauteilen


von Johannes (jk1983)


Lesenswert?

Hallo Community!

Mich würde interessieren ob schon jemand eine PLL Schaltung nur mit 
Standard-Bauteilen aufgebaut bzw. entworfen hat. Also ohne die 
Verwendung eines fertigen IC's.

Da ich mich in diesem Bereich näher beschäftigen will aus Interesse hab 
ich mal folgendes recht informatives Dokument gefunden:

PLL Performance, Simulation, and Design von Author Dean Banerjee:
https://www.ti.com/lit/ml/snaa106c/snaa106c.pdf

Kennt wer dieses Dokument? Kann jemand auch andere Bücher zu diesem 
Thema empfehlen? TU Bibliotheksausweis hab ich. :)

PS:
Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV. Will ja meine 
Nachbarn nicht ärgern. :) Aber die verwendeten Hintergrundschaltungen 
würde ich schone gerne kennen.

von Udo K. (udok)


Lesenswert?

Roland Best - Phased Locked Loops - ist sehr brauchbar.

von Torsten R. (tom365)


Lesenswert?

mit der CMOS 4000 Serie
War in den 90iger als die 80-Kanal CB-Funken aufkammen und noch relativ 
teuer waren. Hatte damals aus einen preiswerten 40-Kanalgerät  ein 
100-Kanalgerät gemacht ;-)
4046 als Phasenvergleicher
zwei 4026  für die Kanalauswahl
und noch eine Menge andere 4000-ICs.

: Bearbeitet durch User
von Hippelhaxe (hippelhaxe)


Lesenswert?

Johannes schrieb:

> Mich würde interessieren ob schon jemand eine
> PLL Schaltung nur mit Standard-Bauteilen aufgebaut
> bzw. entworfen hat. Also ohne die Verwendung eines
> fertigen IC's.

Definiere "Standard-Bauteil" bzw. "fertiges IC".

Sind integrierte Standard-OPV erlaubt? Integrierte
Frequenzteiler a la 74HC(T)xy? Ein 74HCT86 als
Phasencomparator?


> PS:
> Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV.

???

PLL funktioniert auch im NF-Bereich wunderbar. Einen
brauchbaren VCO bekommt man vermutlich mit einem 555
hin; als Phasencomparator soll ein XOR-Gatter geeignet
sein (beides noch nicht selbst getestet); Frequenzteiler
geht mit Standard-Logik.

Ein 4046 (bzw. eine der vielen Varianten) ist dagegen
quasi der Arduino der PLL-Technik... :)


> Will ja meine Nachbarn nicht ärgern. :)

Übertreibung.
Bei Beachtung einiger weniger Grundregeln stehen die
Chancen sehr gut, dass man niemanden stört.



> Aber die verwendeten Hintergrundschaltungen würde ich
> schone gerne kennen.

Dann los... Oszi vorheizen und Lötkolben kalibrieren...

von Felix B. (e-b)


Lesenswert?

Roland Best - Phased Locked Loops - ist sehr brauchbar.

Old school ;-) but good basics

: Bearbeitet durch User
von Johannes (jk1983)


Lesenswert?

Hippelhaxe schrieb:
> Definiere "Standard-Bauteil" bzw. "fertiges IC".
>
> Sind integrierte Standard-OPV erlaubt? Integrierte
> Frequenzteiler a la 74HC(T)xy? Ein 74HCT86 als
> Phasencomparator?

Muss zugeben Standard-Bauteile ist etwas schwammig formuliert. Natürlich 
können auch Standard Logik-Bausteine und Operationsverstärker eingesetzt
werden.

>> PS:
>> Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV.
>
> ???
>
> PLL funktioniert auch im NF-Bereich wunderbar. Einen
> brauchbaren VCO bekommt man vermutlich mit einem 555
> hin; als Phasencomparator soll ein XOR-Gatter geeignet
> sein (beides noch nicht selbst getestet); Frequenzteiler
> geht mit Standard-Logik.
>
> Ein 4046 (bzw. eine der vielen Varianten) ist dagegen
> quasi der Arduino der PLL-Technik... :)

Danke für die Information. PLL war halt immer eine Black-Box für mich. 
Eigentlich lernte ich als Azubi nur den Begriff und was die Schaltung 
machen sollte in der Schule. Verwendet hab ich sie relativ wenig. Muss 
erst eine höhere Ausbildung nachholen, was ich auch vor habe.

>> Will ja meine Nachbarn nicht ärgern. :)
>
> Übertreibung.
> Bei Beachtung einiger weniger Grundregeln stehen die
> Chancen sehr gut, dass man niemanden stört.

Ja, stimmt schon. Muss ja nicht gleich eine VCO Frequenz von >20MHz 
sein.

>
>> Aber die verwendeten Hintergrundschaltungen würde ich
>> schone gerne kennen.
>
> Dann los... Oszi vorheizen und Lötkolben kalibrieren...

Mein privates Hantek DSO "müsste" eigentlich dafür mit seiner 250MHz 
Bandbreite locker reichen. Interessieren würde es mich auf jeden Fall.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Die Bücher habe ich hier,
Best PLL ISBN3855021236
Geschwinde ISBN3528040777
und ein weiteres Buch von Best ISBN3855021481

Hatte aber schon seit Jahren nicht mehr reingeschaut.

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


Lesenswert?

Johannes schrieb:

> Muss zugeben Standard-Bauteile ist etwas schwammig
> formuliert. Natürlich können auch Standard
> Logik-Bausteine und Operationsverstärker eingesetzt
> werden.

Okay... dann hatte ich Dich ungefähr richtig verstanden.


> PLL war halt immer eine Black-Box für mich. Eigentlich
> lernte ich als Azubi nur den Begriff und was die
> Schaltung machen sollte in der Schule. Verwendet hab
> ich sie relativ wenig. Muss erst eine höhere Ausbildung
> nachholen, was ich auch vor habe.

Ja, ich verstehe.
Die komplette Theorie hinter der PLL ist nicht ganz banal;
es hilft schon sehr, wenn man nicht schon bei der ersten
auftauchenden Formel Schnappatmung bekommt... :)

Auf der anderen Seite lassen sich die Konzepte "Regelkreis"
und "Differenzmischung" auch ingenieurmäßig pragmatisch
verstehen; man MUSS ja die mathematische Durchdringung
nicht gleich an den Anfang stellen...


> Muss ja nicht gleich eine VCO Frequenz von >20MHz sein.

Ja... davon würde ich für den Anfang ohnehin abraten.
Das bringt nur technische Komplikation ohne echten
Mehrwert für das eigene Verständnis.
Die Frequenz schraubt man dann hoch, wenn man es wirklich
braucht -- und das Konzept bereits verstanden hat.


> Mein privates Hantek DSO "müsste" eigentlich dafür mit
> seiner 250MHz Bandbreite locker reichen.

Witzbold :)

Der VCO im 74HC4046 arbeitet bis ungefähr 5MHz (oder ein
wenig drüber); damit lässt sich sehr schön experimentieren.

Das DaBla, dass mir damals vorlag, erklärte auch haarklein,
wie alles zusammenspielt und wie die externen Bauteile zu
dimensionieren sind.


> Interessieren würde es mich auf jeden Fall.

Nur Mut.

von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Hier ist ein solcher Aufbau  aus den 80er Jahren gezeigt und 
beschrieben,

Technik: ECL, LS-TTL und CMOS.

Es handelt sich um einen VHF-Synthesizer mit Dual-Modulus 
Frequenzteiler, also ohne Rückmischung oder fester Vorteilung. Dieses 
Verfahren war Ende der 70er Jahr in Flugfunk und Navigationsgeräten 
üblich. Es gab damals von Motorola und Plessey sehr interessante 
Bauteile. Ich baute mir damals in 1979 nach diesem Verfahren den 
gezeigten Synthesizer für ein Eigenbau 144MHz Amateurfunk Transceiver.

Das Dual Modulus Verfahren hat den großen Vorteil, das Kanalraster 
direkt ohne Vorteilung zu ermöglichen.

95H90, 11C10, SP8690 u.v.a. Plessey stellte schnelle Vorteile in Low 
Ypower her, während einige ziemlich große Stromfresser waren.

Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (2020)"

Heutzutage findet man alle die in meiner gezeigten PLL schön in ein 
einziges IC verpackt. Mit allem Drum und dran. Analog Devices hat sogar 
PLLs komplett integriert, sogar der VCO.

Aber mehr Spass macht der diskrete Aufbau schon und man lernt viel 
dabei.

von 🍅🍅 🍅. (tomate)


Lesenswert?

HP 3325A ist komplett diskret und so ziemlich das heftigste, mit 
Fractional N Teiler etc
Heutzutage kann man zum basteln 95% davon in FPGA wursten, 
VCO+Regelschleife und Phasen-Comperator vieleicht noch diskret, den Rest 
gross mit TTL rummachen ist nur extra Aufwand ohne Mehrwert.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV. Will ja meine
> Nachbarn nicht ärgern. :)

Das ist alles eine Frage der Frequenz und des Aufbaus.
Wenn du die PLL kompakt, d.h. ohne meterlange, abstrahlende Drähte 
aufbaust und die mit gezähmten Flanken auf einer Frequenz von einigen 
Kilohertz läuft, tust du damit niemandem weh.

Also - was soll das werden?
Ein paar mehr Infos bitte.

von Andras H. (andras_h)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV. Will ja meine
> Nachbarn nicht ärgern. :) Aber die verwendeten Hintergrundschaltungen
> würde ich schone gerne kennen.

Wieso nicht? Du kannst auch ein PLL bauen was auf 10kHz läuft. Oder 
1MHz. Oder 200MHz. Der PIC32 hat ja auch 200MHz Takt. Daher, so lange 
man nicht auf eine Antenne geht, würde ich da mir nicht so viele Sorgen 
machen.

Und wenn man da schon etwas dann, am besten Herum experimentieren. 
Erstmal einfachste Schaltung was man findet bauen und schauen, messen, 
lernen :)

Ich sage es mal so. Einfachste Dinge klappen auch nicht immer gleich. 
Daraus kann man dann lernen!!!!

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Ein paar mehr Infos bitte.

Wenn man nicht weiss was man will kann man auch keine
genaueren Informationen geben.

von Cartman E. (cartmaneric)


Lesenswert?

Johannes schrieb:

> Herum experimentieren werde ich aber nicht bezüglich EMV. Will ja meine
> Nachbarn nicht ärgern. :) Aber die verwendeten Hintergrundschaltungen
> würde ich schone gerne kennen.

Dann fang am besten mit dem 4046 an.
Der 74HC4046 wäre da viel gefährlicher.

Auch recht interessant: der NE567. Die andere Vertreter dieser
Spezies, wie NE560, NE561, ... wird man heute ja kaum noch bekommen.
Auch ICs um FM-Stereo zu dekodieren, enthalten häufig PLLs.
Es gibt also keinen Mangel an interessanten Versuchsobjekten.

Für Experimente empfiehlt es sich auch, einen speziellen Generator
ayfzubauen, der jeweils einstellbar gleichzeitig ein Dreieck und
ein dazu phasenstarres Rechteck ausgeben kann.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Cartman E. schrieb:
> Für Experimente empfiehlt es sich auch, einen speziellen Generator
> ayfzubauen, der jeweils einstellbar gleichzeitig ein Dreieck und
> ein dazu phasenstarres Rechteck ausgeben kann.

Jeder Komparator schafft es, aus einem Dreieck ein phasenstarres 
Rechteck zu erzeugen. Da braucht man keinen speziellen Generator.

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Cartman E. schrieb:
> Für Experimente empfiehlt es sich auch, einen speziellen Generator
> ayfzubauen, der jeweils einstellbar gleichzeitig ein Dreieck und
> ein dazu phasenstarres Rechteck ausgeben kann.

Rainer W. schrieb:
> Jeder Komparator schafft es, aus einem Dreieck ein phasenstarres
> Rechteck zu erzeugen.

Wofür Dreieck? Ich habe schon sehr viel mit PLLs gearbeitet und
habe dafür noch nie ein Dreieck-Signal gebraucht. Völliger Unfug,
es seit denn man liefert eine Begründung zur Verwendung.

von Rick (rick)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Also ohne die
> Verwendung eines fertigen IC's.
Puh.

Johannes schrieb:
> Natürlich
> können auch Standard Logik-Bausteine und Operationsverstärker eingesetzt
> werden.
Na dann...

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Rick schrieb:
> pll.png

Ohne weitere Angaben oder Kommentare zu so einem hingerotzten
Schaltplan ist das völlig sinnlos und irreführend für das
Anliegen des TO.

von Cartman E. (cartmaneric)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Rainer W. schrieb:

> Jeder Komparator schafft es, aus einem Dreieck ein phasenstarres
> Rechteck zu erzeugen. Da braucht man keinen speziellen Generator.

Ja, das tut der Komparator wohl, aber für den intendierten Zweck
ist die Phasenlage ungeeignet. Siehe den grünen Plot.

Wastl schrieb:

> Wofür Dreieck? Ich habe schon sehr viel mit PLLs gearbeitet und
> habe dafür noch nie ein Dreieck-Signal gebraucht. Völliger Unfug,
> es seit denn man liefert eine Begründung zur Verwendung.

Wirklich sehr viel kann es nicht gewesen sein. Und mit der Ansprache
kannst du dir deine Begründungen selbst suchen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Rätselraten - was soll die PLL liefern? Da stehen zwei Zahlen am 
Referenzoszillator, die PLL ist nicht einstellbar, also fest für eine 
Frequenz ausgelegt.
238 ÷ 8,867 = 26,841096199
Klingt nach CB-Frequenz. Aber "hingerotzt" ohne Erklärung reicht nicht.

von Heiner B. (karadur)


Lesenswert?

Ich sag mal 8,8MHz :10 x 16 =14,1875 MHz  = 20m-Band

Bischen mehr Erklärung wäre aber sicher hilfreich.

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Cartman E. schrieb:
> Ja, das tut der Komparator wohl, aber für den intendierten Zweck
> ist die Phasenlage ungeeignet. Siehe den grünen Plot.

Bei soviel Käse halte ich mich mit weiteren Diskussionen zurück.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Wastl schrieb:
> Wofür Dreieck?

Gute Frage.
Cartman E. schlug für Experimente einen speziellen Generator vor, der 
synchron Dreieck und Rechteck ausgibt.

Cartman E. schrieb:
> Ja, das tut der Komparator wohl, aber für den intendierten Zweck
> ist die Phasenlage ungeeignet.

Was ist denn der intendierte Zweck deiner Konstruktion?

: Bearbeitet durch User
von Cartman E. (cartmaneric)


Lesenswert?

Da der Tag noch lang ist, ein
Motivationshäppchen:
Wo treten denn bei einer PLL Hystereseeffekte auf?

☺

von Wastl (hartundweichware)


Lesenswert?

Hingerotzte "Tatsachen", Bildchen, Behauptungen ....
Keine Anworten bzw. Eingehen auf Nachfragen zur Klärung ....

---> Don't feed the troll(s).

von Cartman E. (cartmaneric)


Lesenswert?

Wastl schrieb:
> Hingerotzte "Tatsachen", Bildchen, Behauptungen ....
> Keine Anworten bzw. Eingehen auf Nachfragen zur Klärung ....
>
> ---> Don't feed the troll(s).

Und völlig inhaltsleere Posts, der "schon sehr viel mit PLLs
gearbeitet" haben will. Davon sehe hier nichts.
Nicht mal Vorschläge zu interessanten Bausteinen.

I don't feed /AllesUnfug's/ & Unsuspectives.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Rumexperimentieren mit PLL ist mit dem CD4046 (am besten die 'Urversion' 
mit zweierlei Phasendetektoren) schon eine spassige Sache.
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/PLL4046.html

Der Widerange Oszillator des Chips macht Konstruktionen einfach und 
führt recht schnell zu ersten Erfolgen. Dazu dann ein paar Teiler-IC 
(z.B. 4518 oder 4520) und einen Festfrequenzoszillator und man hat 
alles, was man braucht um sich eine programmierbare PLL zu basteln.
Das CMOS Kochbuch von Don Lancaster ist dazu ein sehr hilfreiches und 
praxisnahes Buch.
Ich habe damit z.B. früher mal einen Pixelclock Generator gebaut, um 
Fernsehen auf einem Schreibmaschinen LCD zu gucken.

: Bearbeitet durch User
von Mobile (mobileteser)


Lesenswert?

Bei den alten R&S Geräten wurden die Teile auch öfters verwendet. Hier 
mal ein Beispiel des SMS2:
Schaltungen:
https://www.eserviceinfo.com/downloadsm/166970/Rohde%20%26%20Schwarz_Rohde%20%26%20schwartz%20SMS%202%20Schematic.html
Erklärungen dazu:
https://www.eserviceinfo.com/downloadsm/186609/Rohde%20%26%20Schwarz_Rhode%20Schwarz%20SMS%202%20Service%20%20Eng.html

Schau Dir mal den Interpolationsoszillator 50kHz an. Schaltplan Seite 
54, Erklärung auf Seite 66.
Du kannst Dir auch andere Manual vom ESVP/EHS3, SMG/SMH, SMPD, FSA, CMT 
ansehen. Da wurden die PLL oft nur mit Flip Flop aufgebaut.

: Bearbeitet durch User
von Rick (rick)


Lesenswert?

Heiner B. schrieb:
> Ich sag mal 8,8MHz :10 x 16 =14,1875 MHz  = 20m-Band
Die Schaltung ist aus einem Homecomputer, dem KC85.
Der Quarz läuft auf der zweifachen Farbträgerfrequenz.
Aber solche Details wie Frequenzen, Teiler, Loopfilterbandbreite oder 
gar Phasenrauschen sind für den TO vorerst nicht relevant.

von Heiner B. (karadur)


Lesenswert?

Danke für die Info

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Man braucht einen Frequenzteiler, Phasendetektor, VCO
und ein Schleifenfilter. Statt Frequenzteiler könnte
man die VCO-Frequenz auch mit einen Quarzoszillator
heruntermischen. Als Phasendetektor kann man auch
gut eine XOR-Schaltung benutzen.
Hohe VCO-Frequenzen erzeugt man mit LC-Oszillator
und Kapazitätsdiode.

https://de.wikipedia.org/wiki/Exklusiv-Oder-Gatter

von Falk B. (falk)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

4046 hat alles was man braucht zum Minimalpreis. Ist auch robust und 
anfängertauglich. Meine erste PLL hab ich 1999 gebaut, für eine 3D 
Brille.

von Gerhard H. (ghf)


Lesenswert?

Na ja. Auch minimale performance. Für den Entwurf von
Frequenzsynthesizern hat er einen üblen Ruf. LED blinken
lassen auf 'ner Oberwelle mag was anderes sein.

Er leidet an Totzeit-Effekten, was dazu führt dass aus-
gerechnet im Einrastpunkt die Verstärkung des Phasen-
diskriminators zusammenbricht.

Es gab von TI und anderen   Versionen die das Verhalten
nicht hatten, haben sich aber anscheinend am Markt
nicht durchgesetzt.

U. Rohde und andere haben sich in ihren Veröffentlichungen
ausgiebig damit auseinandergesetzt.

Ein gutes Gegenbeispiel ist der Phasendetektor AD9901.
Er hat einen Trick, um die nichtlinearste Stelle der
Komparatorkennlinie vom Lock-Punkt zu den Grenzen des
Phasenbereichs zu schieben.

Funktioniert richtig gut, ich hab' sein Innenleben auch
mal in ein Xilinx-Coolrunner2 verpackt. Den Schaltplan
als VHDL abtippen reicht.

Gerhard

< 
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9901.pdf 
>  z.B. Digikey

von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Moin,

Es gab übrigens eine Variante des CD4046 als CD9046 bei dem der Totzeit 
Effekt behoben wurde. Auch einige frühe Modelle der Motorola MC145 Serie 
hatten das Problem auch, z.B. der MC145152. Der MC145159 war übrigens 
einer der besseren Typen. Es gab auch PLL-PhasenDetektoren mit Rampe und 
S&H. PLESSEY hatte auch ein reichhaltiges PLL-Bausteinangebot. Auch NXP 
hatte professionelle PLL Serien wie den HEF4750/51.

Viele moderne PLL Bausteine lassen sich übrigens bequem mit SPI oder I2C 
von uC ansteuern.

Typische digitale Phasen Detektoren verhalten sich übrigens je nach 
Betrieb entweder als Frequenzdiskriminator oder Phasen Detektor. 
Ausserhalb eines Signal Frequenz Unterschieds von +/- 2PI benimmt sich 
die Schaltung als Frequenz-Diskriminator, was sich durch Extrem 
Ausgangsspannungssprünge bemerkbar macht. Je nach Verhältnis Fv > Fr 
steuert die Schaltung dagegen um den VCO in die korrekte Richtung zum 
Einfangen zu steuern. Sobald der VCO die gleiche Frequenz hat, also Fv = 
Fv ändert sich das Verhalten und die Schaltung wird theoretisch linear, 
sodass sich die Ausgangsspannung des Schleifenfilters im Bereich von +/- 
2PI linear verhält. Gewisse Implementationen, wie der 4046 oder der 
MC145151/2 leideten unter dem von Gerhard erwähnten Totzeit-Problem. Für 
normale Funkgerätansprüche kann man allerdings damit leben. 
Meßsenderhersteller würden sich allerdings nicht damit zufrieden geben, 
weil dieser Totzeiteffekt ein zusätzliche Phasenunsicherheit hervorruft, 
die das mögliche Phasenrauschenverhalten der Gesamtschaltung 
beeinträchtigt.

U. Rhode ist für sein PLL Synthesizer Buch sehr bekannt und behandelt 
diese Aspekte dort sehr ausführlich.

Einfache Phasendetektoren wie z.B. ein XOR oder Ringmischer, Diode hat 
nur einen Fangbereich von +/- PI. Um dieses Problem zu umgehen muß die 
Schaltung eine "Fangfunktion" aufweisen, die im ausgerasteten Zuststand 
den VCO über den Arbeitsbereich wobbelte, um die richtige Stelle zu 
durchfahrdn, wo der beschränkte PD dann "zuschlagen" konnte. Der 
digitale PD ist in der Hinsicht solchen Schaltungskonzepten klar 
überlegen. Allerdings sind "lineare" PD wie Ringmischer dafür bekannt, 
sehr sauber zu arbeiten.

In früheren Schaltungen wurden digitale PD oft mit zwei FFs und NANDs 
gebaut. Die Funktionierten auch nicht schlecht. Die früheren Flugfunk 
Funkgeräte waren in der ersten Zeit meist so konzipiert.

Die PD Ausgänge bei vielen PLL Bausteinen unterscheiden sich im 
elektrischen Verhalten. Es gibt z.B. beim 4046 einen Tri-State Ausgsng, 
der direkten Anschluss des Schleifenfilter möglich macht und oft in 
Funkgeräte Synthesizern verwendet wird und ein anderer der nur ein PWM 
Signal erzeugt, daß man durch ein geeignetes Schleifenfilter Design erst 
in ein DC Steuersignal umwandeln muß. Das macht man meist mit OPVs. Der 
4046 hat dann noch einen XOR PD. Der hat nur einen beschränkten 
Phasenunterschied Bereich. Alle Funkgeräte Synthesizer benötigen falls 
sie zum Senden verwendet werden auch eine Verrieglungseigenschaft, die 
den Sender im ausgerasteten Zustand verriegelt, um nicht das Funkband 
mit Wobbelsignalen im VCO-Abstimmbereich zu verseuchen. Der CD4046 und 
alle LSI PLL ICs haben einen sogenannten "Lock Detector"  Ausgang.

Die Abstimm-Dynamik der Schaltung wird durch das Design des 
Schleifenfilters maßgeblich bestimmt. Ähnlich wie eine PID Schleife, 
bestimmt die Schaltung und Dimensionierung des Schleifenfilters das 
Abstimmverhalten und die interne Schleifenstabilität der 
Gesamtschaltung. Schleifenfilter höherer Ordnung ermöglichen eine 
schnellere Anbindung der Frequenz beim Ein- oder Umschalten. Fehler in 
der Dimensionierung können sich durch Unstabilität oder 
grotten-langsames Einschwingverhalten bemerkbar machen.

In Funkgeräten dimensioniert man das Schleifenfilter oft so, daß 
Frequenzangleichung innerhalb von 100 Referenzfrequenzperioden erreicht 
wird. Das ist ein guter Kompromiss zwischen Stabilität und 
Umschaltgeschwindigkeit.

In FM modulierten Funkgeräten moduliert man meist den VCO indem man das 
Modulations Signal am Ausgang des Schleifenfilters hinzu addiert.

Wenn man das macht, muss allerdings die Kontroll-Bandbreite des 
Schleifenfilters berücksichtigt und so dimensioniert werden, sodaß z.B. 
Modulationsfrequenzen über 200-300 Hz nicht von der PLL als "Störung" 
ausgeregelt werden. Man legt also die sogenannte "Unity Gain" des 
Schleifenfilters auf ungefähr 200-300Hz. In Funkgeräten hat man dann 
immer noch akzeptable Kanalrasterumschaltgeschwindigkeit.

Dieses Begrenzung kann man aber mit einem Trick umgehen, indem man die 
tiefen Modulationsfrequenzen innerhalb der Schleifenbandbreite dem 
Referdnzoszillator zuführt und mitmoduliert.

Damit lässt sich dann FM bis auf Null Hz erreichen und erzielt eine 
Linearisierung des Modulationsfrequenzgangs. Diese Technik wird meist in 
"besseren", professionellen Funkgeräten ausgenützt. Hat natürlich den 
Nachteil, daß man quasi den Referenzoszillator selber entwickeln muß, 
weil OTS Quarzoszillator Module meist keinen geeigneten Eingang dafür 
besitzen.

Mit modernen CAD Programmen kann man PLL-Schaltungen simulieren und 
berechnen. Firmen stellen solche Programme frei online zur Verfügung. In 
der ersten Ausgabe des U.Rohde Synthesizer Buchs, gab es dort den 
Quellcode eines solchen Programms in FORTRAN, mit dem man die 
Schleifenfilter Komponentenwerte berechnen und dann auch graphisch 
simulieren konnte. Ich portierte damals dieses Programm von FORTRAN auf 
QB45.

Was mich betrifft, faszinierte mich PLL Synthesizer schon seit den 
70ern. Ich hoffe ihr fandet meine Text nicht zu langweilig und lang zum 
Lesen.

Gerhard

von Rüdiger B. (rbruns)


Lesenswert?


von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> nur mit
> Standard-Bauteilen aufgebaut bzw. entworfen hat. Also ohne die
> Verwendung eines fertigen IC's.

4046 ist ein fertiges IC. Die ICs von Plessey ebenso.

Standardbauteile bedeutet also: Elektronenröhren, Transistoren, Dioden, 
R L C. In jedem Schwarzweiß-Fernseher der Anfangszeiten war eine PLL 
ohne ICs verbaut für die Bildsynchronisation.

mfg

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Gerhard O. schrieb:
> Was mich betrifft, faszinierte mich PLL Synthesizer schon seit den
> 70ern. Ich hoffe ihr fandet meine Text nicht zu langweilig und lang zum
> Lesen.

Bist du Ghostwriter für ChatGPT? ;-)

Frei nach Goethe "Verzeihen Sie meinen langen Beitrag, ich hatte keine 
Zeit für einen kurzen."

von Gerhard H. (ghf)


Lesenswert?

Rüdiger B. schrieb:
> Felix B. schrieb:
>> Roland Best - Phased Locked Loops
>
> http://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/18466/1/18.pdf

Ah, das Costas-Loop-Buch kannte ich nicht.
Aus der Äthiopischen Uni-Bibliothek. Die Welt ist ein Dorf.

meine Costas-Loops waren voll digital. ADC auf der 70MHz-IF,
ab in ein Virtex mit DDS als als VCO usw.


R.B.: Theorie & Anwendungen des Phase-locked Loops
VDE-Verlag, AT-Verlag  ISBN 3-85502-132-5

Ich hab' mal von Winfield Hill ein pdf von Art Of Electronics
Ed 3 bekommen. Er meinte, das wäre in Indien gescannt worden
und damit kommerziell gestorben. Er war ein regular
im usenet, sci.electronics.design. Es gibt Gerüchte von
einer Neuauflage der X-Chapters. Das würde erklären, warum er
komplett abgetaucht ist. War bei AOE3 auch so.

Gerhard H  DK4XP

Beitrag #8013527 wurde vom Autor gelöscht.
von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Falk B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Was mich betrifft, faszinierte mich PLL Synthesizer schon seit den
>> 70ern. Ich hoffe ihr fandet meine Text nicht zu langweilig und lang zum
>> Lesen.
>
> Bist du Ghostwriter für ChatGPT? ;-)
>
> Frei nach Goethe "Verzeihen Sie meinen langen Beitrag, ich hatte keine
> Zeit für einen kurzen."

Wie kommst Du darauf? Ich nix verstehen;-) ich dachte, es interessiert
den einen oder anderen, auch wenn es für die Experten hier alter Hut
ist.

Mein Beitrag war frei nach meiner Schnauze geraten und 100% frei von KI
Unterstützung. Abgesehen davon, würde es von einer KI wesentlich besser
formuliert sein.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Mich freut das immer wieder, wenn von Gerhard_O etwas zu lesen ist.

mfg

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Apropro Costas Loop: Um 1999 herum entwickelte ich in der Arbeit ein auf 
10kHz arbeitendes elektromagnetisches 50-110Bd Modem mit der Costas 
Loop. Da ging es um in einem SAGD(*) System, um Telemetriedaten zwischen 
zwei Bohrgestängen im Abstand von 5-20m voneinander zu übertragen.

Der Sender hatte eine eingebettete Sendespule am speziell dafür 
hergerichteten Bohrkörper aussen in einer Vertiefung angebracht. Drinnen 
befand sich die Telemetrie Elektronik mit HC11 und ein 100W "Sender" mit 
MOSFET Endstufe der die auf 10kHz abgestimmte Spule aussen erregte. 
Versorgt wurde diese Elektronik von zahlreichen 20Ah Lithium Zellen 
zusammen mit 48V im Bohrstrang eingebettet.

Mit einer abgestimmten Ferritantenne im zweiten Gestänge auf gleicher 
Höhe wurde das Signal empfangen und dekodiert und dann mit einem 
Standard 1200Bd Modem über das lange Versorgungskabel über 1km zur 
Oberfläche geschickt. Das BPSK Modem war so empfindlich, dass es bis zu 
-20dB SNR funktionierte. War damals ein faszinierendes Projekt für mich 
in der Arbeit und funktionierte.

*) SAGD = Steam Assisted Gravity Drainage

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Moin,

in meinem vorherigen Beitrag formulierte ich einen Absatz falsch:

"Wenn man das macht, muss allerdings die Kontroll-Bandbreite des
Schleifenfilters berücksichtigt und so dimensioniert werden, sodaß z.B.
Modulationsfrequenzen über 200-300 Hz nicht von der PLL als "Störung"
ausgeregelt werden. Man legt also die sogenannte "Unity Gain" des
Schleifenfilters auf ungefähr 200-300Hz. In Funkgeräten hat man dann
immer noch akzeptable Kanalrasterumschaltgeschwindigkeit."

Gemeint war:

"...sodaß z.B. Modulationsfrequenzen UNTER 200-300 Hz nicht von der PLL 
als "Störung" ausgeregelt werden."

Ist mir leider nicht aufgefallen.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.