PLL Synth. 1,6MHz bis 16 Mhz

[Besserwessi]

Man kann noch einges gewinnen mit dem Umweg über DA Wandler, Filter und Komperator. Mit 8 Bit D/A und Filter könnte der Jitter schon um etwa den Faktor 200-500 kleiner sein.
Es könnte aber sein, das der rein digitale DDS (heißt dann eher NCO = Numeric controlles oscillator) schon ausreicht.

Wenn man nur das Digitalsignal nutzt, wäre ein Teiler mit Nachkommeranteil besser, nur das man da keine gleichen Frequenzschritte hat. Da kann man die Position der einzelen Flanken über den Timer auf einen Zyklus genau steuern, satt etwa 10 zykeln bei der DDS-lösung.

[dreadbrain]

Hallo,

was versteht man unter "Teiler mit Nachkommaanteil"?

Wenn ich ehrlich bin, ist mir die lösung mit DA und Filter... etwas zu aufwendig.
Ich versuche mal den PLL mit diesem digitalen Takt zum laufen zu bekommen.
Mit einem langsamen Filter sollte das ja eigentlich möglich sein, da sich der Jitter ja über die Zeit ausgleicht.

mfg Benedikt Lippert

[Besserwessi]

Das mit dem Nachkomma Anteil ist ein bischen ähnlich wie beim DDS. Man kann so einen Frequenz z.B. durch 2,5 teilen, indem man abwechselnd 2 und 3 Perioden wartet. Das wird zum Teil auch bei PLL ICs schon in Hardware gemacht. Dabei wird der Teiler zwischen 2 Werten von z.B. 100 und 101 umgeschaltet. Bei jedem Teiler überlauf wird jeweils eine Konstante für den Bruchanteil aufsummiert, so ähnlich wie beim DDS. Wenn die Summe vom Bruchanteil überläuft, nimmt man den Größeren Teiler, sonst den kleineren.

Ich habe so etwas ähnliches mit einem PLL dahinter schon Aufgebaut (Tiny2313 als µC und ein 74HC4046 dahinter), und es funktioniert eigentlich ganz gut, bis etwa 20 MHz. Die Grobauswahl der Frequenz habe ich noch über einen nachgeschateten Teiler durch 4^N gemacht, damit der PLL keinen so großen Frequenzbereich vertragen muß.

[dreadbrain]

Hallo,

ich habe heute den DDS-AVR mit dem PLL verbunden.

Ich habe es jetzt so diemensioniert das die Referenzfrequenz vom µC 25 bis 250kHz ist.
Der Teilerfaktor der PLL ist 64, so das ich auf 1,6 bis 16Mhz komme.

Nun mein Problem
Dimensionier ich den Loopfilter recht langsam, funktioniert der PLL zwar im unteren Bereich einwandfrei, aber er kommt nur ca. bis 6 MHz. Ab da ist dan Schluss.
Erhöhe ich die Grenzfrequenz des Filters, dann wird es zwar im oberen Bereich stabil(wobei ich noch nicht übere 14Mhz rausgekommen bin, kann aber am provisorischen Aufbau liegen, Muss den VCO noch mal etwas modifizieren).
Ist die Grenzfrequenz des Filters hoch, ist die Schleife bei tiefen Frequenzen nicht stabil.

Wie würdet ihr den Loopfilter bei dieser Sachlage dimensionieren?
Welche Bauteile würdet ihr nehmen? Kerko,Elko, Folie?


Muss das alles noch in ein Metallgehäuse einbauen, da meine Versuche im Küchenradio auch zu höhren waren^^.


mfg Benedikt Lippert

[PICture]

Hallo dreadbrain!

Ich kenne zwar die Kombination von DDS und PLL nicht, wenn es aber Probleme mit Zeitkonstante des Loopfilters für diesen Frequenzbereich gibt, würde ich als seriellen Widerstand im Tiefpass einen spannungsgesteuerten Widerstand (J-FET bzw. MOSFET) anwenden der z.B. mit PWM und glättendem Tiefpass gesteuert wird, da die Sollfrequenz vorgegeben (voraus bekannt) ist.

Es soolte auch möglich sein (je nach Loopfilter Kapazität) ein (oder mehrere paralell) spannungsgesteuerten Varicap z.B. BB112, was einfacher ist, zu verwenden.

Wegen ziemlich hoche max. Frequenz würde ich, falls wegen Käpazitätsgröße möglich, vielschicht Kerkos (SMD) nehmen.

Das schirmende Metallgehäuse ist in jedem Fall empfehlenswert.

MfG

[dreadbrain]

Hallo,

ja mit einem FET wäre möglich.
Dazu bräuchte man aber einen größeren Schaltungsaufwand, da ja die Source nicht auf GND-Potential liegt.

Gibt es keinen Filter der für dies Aufgabe ausgelegt werden könnte?

Wenn nicht muss ich entweder den Freuqenzbereich der Schaltung halbieren und druch einen weiteren Teiler auf die gewünschte Ausgangsfrequenz zu kommen. Oder ich baue einen umschaltbaren Filter
z.B 3 oder 4 Stufen.


mfg Benedikt Lippert

[Besserwessi]

Für einen varicap sollten die Kondensatoren zu groß sein. Ein Faktor 10 ist auch noch kein so extremer Frequenzbereich. Ein umschaltbarer Filter wäre möglich, aber da wäre es vermutlich einfacher den Abgriff des Ausgangssignals umzuschalten. Also bei den niedreigeren Frequenzen nicht den VCO direkt, sondern die schon geteilte Frequenz abzugreifen, die hat man ja vom Teiler in der Regel ohnehin schon.

Ein Metallgehäuse ist auf alle Fälle zu empfehlen. Wegen der Abstarhlung von Störungen und auch wegen Störungen die der PLL einfängt.

Wie sieht den der Filter aus ?

Bei meinem PLL habe ich als Filtet 120 K + 33 K als Widerstände und 1 µF und 100 nF als Kondensatoren. Den 1 µF gegen GND, mit 33 k Parallel, die 100 nF dazu in Reihe, und die 120 K vom Detektor zum 100 nF Kondensator. Die Ref Frequenz liegt bei mir bei ca. 40 kHz. Der Filter ist nicht groß optimiert, geht aber bei mir ganz gut.

[PICture]

@ dreadbrain

Mir ist noch eingefallen, dass man die Reaktion des Loopfilters beschleunigen kann, wenn man eine Gleichspannung, die ungefähr der gewünschter Frequenz entspricht (die man voraus kennt), mit der Regulationsspannung durch einen OpAmp für den VCO addiert. Weil die Amplitude der Regulationsspannung sollte für jede Frequenz ungefähr gleich sein, sollte die Reaktionszeit nicht so stark mit der Ausgangsfrequenz varieren.

MfG

[dreadbrain]

Hallo,

ich habe meinen Filter mit R=20K und C=10µF aufbebaut (1.Ordnung)
Habe dann noch mit mehreren Varianten probiert.

Wenn ich deinen Filter richtig verstanden haben dann hängt der 120K Widerstand zwischen Detektor und einer Reihenschaltung aus 100nF und 1µF in Reihe.
Parallel zum 1µF liegt ein 33k.

Stimmt das so? Mir erscheint die Schaltung unlogisch( Reihenschaltung aus 2 C´s)

mfg Benedikt

[Besserwessi]

Ein einfacher Filter erster Ordnung ist beim PLL mit Pulsausgang, so wie hier grenzwertig. Da ist es normal das die Regelschleife leicht Instabil wird.

Wo ich diese Filter form her habe, weiss ich auch nicht mehr. Irgendwie kann ich die Quelle dafür auch nicht mehr finden. Normlerweise wird auch ein etwas anderer Filter benutzt, mehr so ähnlich wie ein einacher Tiefpaß. Nur parallel zum Kondensator kommt noch ein Reihenschaltung aus R und C. Das Zusätzliche RC Glied Sorgt dafür, daß die Phasenverschiebung nicht ganz 90 Grad ist. Die von mir gewählte Form ist aber ähnlich, auch hier ist die phase über weite Bereiche ewta kleiner als 90 Grad.

Etwas Erklärung zu PLL Loop Filtern gibts z.B. bei National Seniconduktor als AN1001 und AN1000. Das ist zwar für etwa andere ICs, aber auch die "Charge Pump" Ausführung.


Eine ganz gute Sammlung von Links zu PLLs gibs hier :
http://www.circuitsage.com/pll_design