Allgemeiner Teil

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