نظام الحلقة المغلقة الطور في أنظمة الاتصالات مع التطبيقات

نظام الحلقة المغلقة الطور في أنظمة الاتصالات مع التطبيقات

في حياتنا اليومية ، نستخدم التواصل مع الآخرين بشكل متكرر باستخدام أنواع متعددة من نظم الاتصالات . يمكن تصنيف نظام الاتصالات هذا إلى أنواع مختلفة ، مثل نظام الاتصالات الراديوية ، ونظام الاتصالات ، نظام اتصال لاسلكي ، نظام الاتصال البصري ، وما إلى ذلك. لكي تعمل جميع أنظمة الاتصالات بكفاءة ، نحتاج إلى عدد قليل من أنظمة التحكم مثل الحلقة المغلقة ، والتحكم التعاوني ، والتحكم الشبكي ، وما إلى ذلك.



ما هي حلقة تأمين الطور (PLL)؟

تُستخدم الحلقة المقفلة المرحلة كنظام تحكم للتحكم في العمليات المختلفة في العديد من أنظمة الاتصالات وأجهزة الكمبيوتر وغيرها التطبيقات الإلكترونية . يتم استخدامه لتوليد إشارة خرج لها مرحلة تتعلق بمرحلة إشارة الإدخال.


هناك أنواع مختلفة من PLLs مثل PLL التناظري أو الخطي و Digital PLL و Software PLL و Neuronal PLL وجميع PLL الرقمي.





عملية الحلقة المغلقة

في أنظمة الاتصالات ، يمكن تفسير عملية PLL من خلال النظر الأنظمة التناظرية والرقمية .

حلقة مقفلة المرحلة التناظرية في أنظمة الاتصالات

أساسًا PLL هو شكل من أشكال حلقة المؤازرة ويتكون PLL الأساسي من ثلاثة عناصر رئيسية ، وهي مقارنة / كاشف الطور ، ومرشح الحلقة و مذبذب الجهد .



الحلقة المغلقة

الحلقة المغلقة

المفهوم الرئيسي وراء عملية PPL هو المقارنة بين مراحل إشارتين (تتم مقارنة مراحل إشارة الإدخال والإخراج بشكل عام). وبالتالي ، يمكن استخدام فرق الطور بين إشارة الإدخال والإخراج للتحكم في تردد الحلقة. على الرغم من أن التحليل الرياضي معقد للغاية ، إلا أن تشغيل PLL بسيط للغاية.


في العديد من أنظمة الاتصالات ، يتم استخدام PLL لأغراض مختلفة:

  • لمتابعة المرحلة أو تعديل التردد ، يتم استخدامه كمزيل.
  • لتتبع أو مزامنة الإشارتين بترددات مختلفة.
  • لإزالة الضوضاء الكبيرة من الإشارات الصغيرة.

يوضح الشكل أدناه PLL الأساسي الذي يتكون من كاشف الطور ، ومذبذب التحكم في الجهد (VCO) ، ومرشح الحلقة.

ينتج مذبذب PLL الذي يتم التحكم فيه بالجهد إشارة ويتم إعطاء هذه الإشارة من VCO إلى كاشف الطور. يقارن كاشف الطور هذه الإشارة بالإشارة المرجعية وبالتالي ينتج جهد خطأ أو فرق جهد. يتم تغذية إشارة الخطأ هذه لكاشف الطور إلى مرشح التمرير المنخفض لإزالة العناصر عالية التردد للإشارة - إن وجدت ، وللتحكم في العديد من خصائص الحلقة. بعد ذلك ، يتم تغذية خرج مرشح الحلقة لتزويد جهد الضبط لمحطة التحكم في مذبذب الجهد المتحكم فيه.

يتم استشعار التغيير في جهد الضبط هذا لتقليل فرق الطور بين الإشارتين (الإدخال والإخراج) وبالتالي التردد بينهما. في البداية ، لا يتم قفل PLL ويسحب جهد الخطأ تردد VCO باتجاه المرجع حتى لا يمكن تقليل الخطأ مرة أخرى ثم يتم قفل الحلقة.

يتم تقليل الخطأ الفعلي بين الإشارتين (المدخلات والمخرجات) إلى مستويات صغيرة جدًا باستخدام مكبر للصوت بين مذبذب الجهد الذي يتم التحكم فيه وكاشف الطور. إذا تم قفل PLL ، فسيتم إنتاج جهد خطأ ثابت. يمثل جهد خطأ الحالة المستقرة هذا أنه لا يوجد تغيير في فرق الطور بين الإشارة المرجعية و VCO. وبالتالي ، يمكننا القول أن تردد الإشارتين (إشارات الإدخال والإخراج) متماثل تمامًا.

الحلقة المغلقة للطور الرقمي في أنظمة الاتصالات

بشكل عام ، تتكون PLLs التناظرية من كاشف طور تناظري ومذبذب متحكم فيه بالجهد ومرشح تمرير منخفض. وبالمثل ، تتكون الحلقة المقفلة ذات المرحلة الرقمية من كاشف الطور الرقمي ، أ سجل التحول التسلسلي ، إشارة ساعة محلية مستقرة.

الحلقة المغلقة المرحلة الرقمية

الحلقة المغلقة المرحلة الرقمية

تُستخرج عينات المدخلات الرقمية من الإشارة المستقبَلة وتُستقبل هذه العينات بواسطة سجل التحول التسلسلي ، الذي يحركه نبضات الساعة الموردة من إشارة الساعة المحلية. تُستخدم دائرة مصحح الطور التي تأخذ الساعة المحلية لتجديد إشارة ساعة ثابتة في الطور مع الإشارة المستقبلة عن طريق ضبط الطور البطيء لمطابقة مرحلة الإشارة المستقبلة.

يمكن إجراء هذا الضبط بناءً على عينة عالية السرعة لكل بت باستخدام منطق التصحيح. توضع عينة الإشارة المستقبلة التي تم الحصول عليها عن طريق أخذ عينات الإشارة المستقبلة بسرعة ساعة محلية في سجل التحول.

يمكن الكشف عن تعديل الطور المطلوب من خلال مراقبة مجموعة عينات الإشارة المستقبلة. يقال إن الساعتين في طور إذا وفقط إذا كان مركز البتة المستقبلة يقع في وسط سجل الإزاحة. المقصود بضبط الطور هو التعويض إذا تأخرت الساعة المُعاد توليدها أو أدت إلى الإشارة المرجعية.

تطبيق الطور مغلق الحلقة

  • تُستخدم PLLs بشكل متكرر لغرض المزامنة ومزامنة البتات ومزامنة الرموز وإزالة التشكيل المتماسك وتوسيع العتبة في الاتصالات الفضائية.
  • يمكن إزالة تشكيل الإشارات المشكلة بالتردد باستخدام PLL.
  • التردد الجديد وهو مضاعف التردد المرجعي في أجهزة إرسال الاتصالات اللاسلكية ، ويتم تصنيعه من خلال الحفاظ على استقرار التردد المرجعي مع التردد الجديد يمكن تحقيقه بواسطة PLLs.
  • هناك العديد من التطبيقات الخاصة بـ PLLs في العديد من أنظمة الاتصالات وأجهزة الكمبيوتر وغيرها الدوائر الإلكترونية .
  • يصف التطبيق أدناه من PLL استخدام PLL كجهد ل تحويل التردد .

الجهد لتحويل التردد (VFC) باستخدام PLL

في أنظمة الاتصالات ، يلزم إرسال إشارات (ضع في اعتبارك إشارة تناظرية هنا) إلى مسافة طويلة بدقة كاملة. لهذا الغرض ، يتم استخدام محول الجهد إلى التردد ، حيث أنه من السهل إرسال إشارة تردد دون التسبب في أي تداخل على مسافة طويلة باستخدام العوازل البصرية أو الخطوط المحورية أو المزدوجة الملتوية أو وصلات الراديو ، روابط الألياف الضوئية .

هناك نوعان من محولات الجهد إلى التردد وهما نوع متعدد الهزاز VFC ونوع توازن الشحن VFC.

نوع الهزاز المتعدد VFC

الهزاز المتعدد VFC

الهزاز المتعدد VFC

في نوع الهزاز المتعدد VFC ، يتم شحن المكثف وتفريغه باستخدام التيار الناتج من جهد الدخل. يتم إعطاء مدخلات مرجعية مستقرة لتعيين عتبات التبديل ، ويتناسب تردد الإخراج مع جهد الدخل وله نسبة علامة إلى مساحة الوحدة.

نوع ميزان الشحن VFC

Charge Balance VFC

Charge Balance VFC

يتكون ميزان الشحن VFC من مُدمج ومقارن ومصدر شحن دقيق ، وعندما يتم إدخال إدخال إلى المُدمج ، يتم شحنه وإذا وصل ناتج هذا المُدمج إلى عتبة المقارنة ، يتم تشغيل مصدر الشحن وتثبيته الشحن تمت إزالته من التكامل. يجب أن يكون معدل الشحن المزال مساويًا لمعدل الشحن الموفر بحيث يكون تردد مصدر الشحن والمدخلات إلى وحدة الدمج متناسبة مع بعضها البعض.

وبالتالي ، تقدم هذه المقالة وصفًا موجزًا ​​حول نظام حلقة مغلق المرحلة في نظام الاتصال. علاوة على ذلك ، يمكن تمديد هذه المقالة تقنيًا بناءً على اقتراحاتك واستفساراتك. وبالتالي ، يمكنك الاتصال بنا للحصول على أي مساعدة فنية عن طريق نشر تعليقاتك أدناه.