Allgemeiner Teil
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Labor PLL Allgemeiner Teil Titel der Übung: Übungsnummer: Übungsplatz: Datum der Übung: Klasse: Schriftführer: Übungsteilnehmer: PLL I/6 4 31.10.2006 5BHELI Reim Erich Antony Andreas Schneider Bernhard Ich habe diese Übung versäumt da ich auf Musterung war. Dieses Protokoll erstellte ich laut Messprotokoll von Bernhard Schneider. Inhaltsverzeichnis Allgemeiner Teil….............................................................................…..… Inhaltsverzeichnis…………….....……………………………………..…..….. 1. Leistungsfeststellung……………………............................................... 2. Messaufbau..........…………..….....……………………………............... 3. Funktionstest...................................................……….......................... 4. stationäre Kennlinien………………...……………………………………. 5. stationäre Kennlinie von SG1…………………………………..………… 6. FSK…………………………………………………………………….……. 7. Frequenzgang - Führungsverhalten……………………...……………… TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI 1 1 2 3 3 5 6 8 9 Seite 1 Labor PLL 1. Leistungsfestellung Zu beginn der Übung führte der Übungsleiter eine Wissensüberprüfung zum Thema PLL durch. Dazu gab er folgende Angabe bekannt. PLL – Kreis geg.: Φw ∆φ + ∆U Uvco,ein fvco φvco=φk - ges.: a) Welches Glied liegt zwischen fvco und φvco? b) Berechnen Sie GW(s) = φk(s) / φw(s) a) φ φ φ => I-Glied k I= 2π b) TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 2 Labor PLL 2. Messaufbau Für die Realisierung der Schaltung wurde ein fertig aufgebautes PLL – Modul verwendet. Messschaltung: 3. Funktionstest Die Pegel-Offset-Spannung wurde so eingestellt, dass an SG1 eine Ausgangsspannung zwischen 0 und 12V anliegt. Die Einstellung wurde mit einem Oszi überprüft Durchführung des Funktionstests: Schaltungsaufbau SG2 wird ausgeschaltet => SG1 wird nicht FSK- bzw. FM- moduliert Mit dem Oszi wird das Signal SG1 gemessen. Ist-Frequenz von (UVCOout) „läuft“ der Soll-Frequenz (von USG1out) nach Bestimmung des Fang und Haltebereiches 3.1. Haltebereich und Fangbereich messen Um den Fangbereich zu messen, wirs das Ausgangssignal des VCO synchronisiert. Die mit SG1 eingestellte Frequenz wurde zur Messung der unteren Grenze (fmin) von 0Hz konstant erhöht, bis ein Signal das USG1,out entspricht, auftritt. Die Obere Grenze (fmax) wurde gemessen in dem man die Frequenz von SG1 von 100kHz aus verringert. TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 3 Labor PLL Die Messung mit dem Oszilloskop hat folgenden Signalverlauf ergeben: Gemessener Fangbereich: fmin = 8,3 kHz fmax = 19 kHz Um den Haltebereich zu bestimmen wurde das „außer Tritt fallen“ von U vco out vom synchronen Zustand aufgenommen. Der Haltebereich stimmt ungefähr mit dem Fangbereich überein. TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 4 Labor PLL 4. Stationäre Kennlinien Um die Stationäre Kennlinie des VCO und des Source - Follower zu messen wurde an den Eingang des VCo eine zwischen 0 und 12V variable Gleichspannung angelegt. Am Oszilloskop wurden die Ausgangsfrequenz des VCO und die Spannung an SFout gemessen. Messschaltung: Messtabelle: Uvco,in V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 fvco, out Hz 301,9 345,1 2660 5080 7520 10150 12260 15020 17550 18810 18910 18940 19980 Usf,out V 0 0 1 2 2,9 4 4,8 5,6 6,8 7,6 8,8 8,8 10,4 fmin,vco = 301,4 Hz fmax,vco = 19,98 kHz TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 5 Labor PLL Stationäre Kennlinie von VCO: fvco, out über Uvco,in fvco, out [Hz] 25000 20000 15000 fvco, out Hz 10000 5000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Uvco,in [V] Frequenz am Ausgange des VCO’s über die Eingangsspannung Usf,out [V] Usf,out V über Uvco,in 12 10 8 6 4 2 0 Usf,out V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Uvco,in [V] Ausgangsspannung über Eingangsspannung des VCO’s TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 6 Labor PLL 5. Stationäre Kennlinie des Signalgenerators SG1 Die Sweep-in Spannung an SG1 wurde in Schritten von -2V bis +2V geändert und die Frequenzen wurden gemessen. Messschaltung: Messtabelle: Usg1,in V -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 fsg1,out HZ 45 45 45 4670 14980 24660 34400 43440 52900 Stationäre Kennlinie von SG1: 60000 50000 fSG1 [Hz] 40000 30000 Reihe1 20000 10000 -3 -2 0 -1 -10000 0 1 2 3 USG1 [V] TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 7 Labor PLL 6. FSK Bei diesem Punkt wird die Antwort der PLL auf die FSK gemessen. SG2 liefert ein Rechtecksignal. Die Frequenz von SG1 springt daher periodisch, das bedeutet Sollwertsprünge für die PLL. Das Verhalten der PLL wird an USF sichtbar. Messschaltung: Mit P1 wurden folgende Signale gemessen: CH1: USF,ou CH2: USG1,in (Sweep in) Man erkennt, dass die Trägerfrequenz fSG1 gut gewählt wurde, weil USF,out synchron ist. TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 8 Labor PLL Man erkennt das die fSG1 zu Trägerfrequenz hoch gewählt wurde, das heißt außerhalb des Fangbereichs, weil USF,out außer Tritt fällt. 7. Frequenzgang zum Führungsverhalten des PLL – Kreises SG2 liefert eine sinusförmige Spannung. Die Frequenz dieser Spannung ist die Frequenz der PLL-Sollwert-Schwankungen. Die zugehörigen Istfrequenz Schwankungen, werden an SFout als Spannungs – Schwankungen gemessen. Aus Zeitmangel konnte die Frequenzgang-Tabelle nicht mehr aufgenommen werden. Mit P1 wurden folgende Signale gemessen: CH1: USF,ou CH2: USG1,in (Sweep in) Man erkennt das die Trägerfrequenz fSG1 gut gewählt wurde, weil USF,out synchron ist. TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 9 Labor PLL Man erkennt das die Trägerfrequenz fSG1 zu hoch gewählt wurde, das heißt außerhalb des Fangbereichs, weil USF,out außer Tritt fällt. TI HTBL – Hollabrunn Erich Reim 5BHELI Seite 10
