Date:2020/5/18 11:05:30 Hits: Boucles à verrouillage de phase, les PLL sont idéales pour démoduler la modulation de fréquence, la FM étant facile à intégrer dans les circuits intégrés et fournissant une sortie linéaire. Boucle à verrouillage de phase, les détecteurs PLL FM peuvent être facilement fabriqués à partir de la variété de circuits intégrés à boucle à verrouillage de phase qui sont disponibles, et en conséquence, les démodulateurs PLL FM se trouvent dans de nombreux types d'équipements radio allant des récepteurs de diffusion aux équipements de communication haute performance. Démodulateur PLL FM: détecteur FM à boucle verrouillée en phase-Projets-FMUSER FM / TV Broadcast One-Stop Supplier. La technologie PLL a commencé à être utilisée lorsque les circuits intégrés ont pris le relais pour de nombreuses fonctions radio. La PLL pourrait facilement être intégrée au CI radio en ajoutant simplement un peu de circuits supplémentaires au CI. Cela a ajouté très peu de coûts et n'a nécessité que quelques composants externes - normalement juste des résistances et des condensateurs qui sont bon marché.
2. Filtre passe-bas Le filtre, dont la tension de sortie est notée v p (t), est caractérisé par sa fonction de transfert:) Le filtre employé dans ce TP est de type passe-bas passif du premier ordre. Ce filtre associé au comparateur de phase permet d'obtenir une information continue directement liée au déphasage entre les deux signaux v e (t) et) v s. Université Paris Saclay Master FESup-Physique R 1 C 1 Figure 3. Filtre passe-bas passif du premier ordre On a donc ici 1 j 1 1) 1 j ( RC H . 3. Démodulation par boucle à verrouillage de phase program. L'oscillateur L'oscillateur contrôlé en tension (Voltage Controlled Oscillator = VCO) délivre en sortie un signal v s (t) dont la fréquence dépend de la tension d'entrée. S'il est linéaire et centré sur une fréquence f 0 on a:) (. ) ( t f 0 K 0 v t f s p. Le coefficient K 0 est aussi appelé la pente du VCO. 4. Plage de verrouillage et plage de capture On définit la plage de capture comme étant l'écart entre les fréquences f l min et f l max pour lesquelles la boucle s'accroche, la boucle étant initialement déverrouillée.
Un avantage particulier est que, souvent, aucune inductance n'est requise pour le circuit VCO. Comme les inducteurs sont des composants relativement chers, cela peut considérablement réduire les coûts globaux des composants et rendre cette approche très attrayante pour une fabrication à grande échelle. Ces faits rendent le démodulateur PLL FM particulièrement attrayant pour les applications modernes. Considérations relatives à la conception du démodulateur PLL FM Lors de la conception d'un système de boucle à verrouillage de phase destiné à être utilisé comme démodulateur FM, l'une des principales considérations est le filtre de boucle. Celle-ci doit être choisie suffisamment large pour pouvoir suivre les variations anticipées du signal modulé en fréquence. Par conséquent, le temps de réponse de la boucle doit être court par rapport à l'échelle de temps la plus courte attendue des variations du signal démodulé. Démodulation par boucle à verrouillage de phase 2. Une autre considération de conception est la linéarité du VCO. Celle-ci doit être conçue pour que la courbe tension / fréquence soit aussi linéaire que possible sur la plage de signaux qui sera rencontrée, c'est-à-dire la fréquence centrale plus et moins l'écart maximal prévu.
Le système du second ordre est caractérisé par sa pulsation propre et son coefficient d'amortissement. Partant de Ω ( j )2π. F ( j ) j . Φ ( j ) et sous réserve de linéarisation possible, on obtient dans l'espace fréquentiel le schéma fonctionnel suivant (Figure 5. ) K 0 H(jω) f e (jω) f s (jω) K c /2π Figure 5. Schéma fonctionnel dans le domaine fréquentiel L'étude de la stabilité peut se faire par la méthode de la marge de phase: on trace le diagramme de Bode en boucle ouverte, puis on détermine la pulsation telle que T BO ( j ) 1 et la phase correspondante et ainsi il est possible d'analyser le comportement de la boucle. Boucle à verrouillage de phase en démodulation. II. Etude expérimentale Le comparateur de phase est le multiplieur AD633 pour lequel M=1/10V. On applique aux entrées du multiplieur deux tensions dont on peut régler le déphasage de l'une par rapport à l'autre (générateurs Agilent 33220A synchronisés par leur horloges internes à 10 MHz; on prendra une fréquence de 100 kHz, et des amplitudes de 3V). Observer le signal de sortie.
porteuse disparaît dans le spectre. L'encombrement spectral est plus important que dans le cas de la modulation d'amplitude, et l'on montre que Le signal modulé en fréquence est produit ici par un générateur de fonctions Agilent 33220A pour lequel on peut définir une porteuse de fréquence f c (touche "Sine", frequency) et un signal modulant de type sinusoïdal, avec une fréquence de modulation f m et une déviation Δ f (touche "Mod", puis "Type" FM, "Source" Interne, Modulation Frequency, Deviation, "Shape" Sine). L'indice de modulation vaut donc: f m f . 1. Etude en basse fréquence On règle dans un premier temps f c 30kHz, f m =1Hz et une déviation Δf =1kHz. Observer grâce à cette modulation "basse-fréquence" le comportement du signal modulé à la fois dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel. Comparer sommairement avec les signaux obtenus dans le cas de la modulation d'amplitude. La boucle à verrouillage de phase - Travaux pratiques – prépa. agreg.. 2. Etude en fréquence "audio" Dans un deuxième temps on prend f m 1kHz avec toujours une déviation de Δf =1kHz.
Relever la courbe donnant la tension moyenne en sortie du multiplieur en fonction du déphasage entre les deux tensions d'entrée (pour cela on mesurera la valeur moyenne de v c (t) à l'oscilloscope). Conclusion? En déduire la valeur de K c. On peut aussi placer en sortie du multiplieur un filtre passe-bas du premier ordre avec R 1 1ket C 1 100nF. Vérifier la cohérence des mesures en sortie du filtre passe-bas avec les mesures précédentes. Conclusion? 2. Oscillateur contrôlé en tension Le VCO utilisé est un générateur "Thandar", commandé en tension. Démodulation par boucle à verrouillage de phase plus. Ce choix est fait pour mettre l'accent sur la fonction VCO elle-même plutôt que sur sa réalisation à proprement parler. On choisit dans un premier temps la fréquence centrale f 0 100kHz(gamme « 200k ») et on règle l'amplitude de la tension de sortie à 3V. Tracer la courbe donnant la fréquence du signal de sortie en fonction de la tension de commande v f (entrée "Sweep In" du générateur). On fera varier la tension d'entrée de 0, 5V à 0, 5V.
Avec le dispositif de démodulation qui a été réalisé, la fréquence centrale étant de 440 mégahertz et le niveau du signal incident 0 dBm, l'excursion de la porteuse a été importante (plage de verrouillage: environ 50 mégahertz) et la bande passante du signal démodulé pouvait s'élever jusqu'à 50 mégahertz également. La linéarité de démodulation, qui dépend du point de fonctionnement du transistor 10 et du choix des éléments réactifs notamment, peut être meilleure que 1%.