Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Loop Filter Berechnung - 74HCT4046 - brauche Hilfe


von Ingo D. (ingo2011)


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Hallo zusammen,

ich brauche Hilfe bei der Berechnung eines Loop-Filters für eine
4046 PLL.Es wird der PC2 verwendet.

Ich habe mich an der APP-Note von TI orientiert

http://www.ti.com/lit/an/scha003b/scha003b.pdf

, komme aber nicht mehr weiter, weil mir der mathematische Hintergrund 
nicht (mehr) präsent genug ist.

Ich versuche für meinen gezogenen Quarzoszillator ein Loop-Filter anhand 
des angegeben Beispiels zu berechnen.
Die Daten meines Oszillators sind:

VCC=5V
fosc=10MHz / 3.5 V
fosc-min =  9.999700 MHz / 2.0 V
fosc-max = 10.000300 MHz / 4.5 V

Laut Datenblatt errechnet sich Kd

Kd = Vcc / (4xpi) = 5V/(4x3.14) = 0.398
Ko = (Fd/Ud)*2pi = ((10.000300-9.999700) / (4.5-2.0))*2*pi = 1507.2 
rad/Vs
K= Ko*Kd = 0.398 * 1507.2 = 600

Wie geht es jetzt weiter ?

Aus der APP-Note werde ich jetzt nicht mehr schlau...
Wie komme ich auf die Werte von R3/R4 C2 ?
In der APP-Note ist ein Fehler R1 muss R3 heißen.

Kann mir jemand weiter helfen um die Berechnung zu verstehen.

Bei meinem Oszi. und der Ref-Frequenz ist noch ein Teiler :8 vorhanden, 
Fvco und Fref sind also 1.25 Mhz , wie muss ich das in diesem Beispiel 
berücksichtigen ?


Danke schon einmal

Gruß Ingo

Edit: es geht bei dem Filter nur um den Ausschnitt int db_3.png .

von Martin B. (statler)


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Beim PC2 braucht es eigentlich keinen Filter, bzw. es ist völlig egal 
wie dieser dimensioniert ist, denn der PC2 kann nur auf die Grundwelle 
einrasten.

Um halbwegs passable Einschwingzeiten zu bekommen, lege den Filter auf 
1/10 bis 1/100 der Mittenfrequenz von 1,25MHz aus.

von ingo (Gast)


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Hi Martin,

danke für die Antwort.
Allerdings würde ich trotzdem gerne verstehen wie die
Werte aus dem Datenblatt zustande kommen.

Gruß Ingo

von Helmut L. (helmi1)


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Ingo DH1AAD schrieb:
> Wie geht es jetzt weiter ?

Jetzt must du deine Natural Frequenz der PLL festlegen also wn und deine 
Daempfung d.

             K0 x KD
wn = sqrt(-----------)
             T1 + T2

d = wn/2 x (T2 - 1/(K0 x Kd))

wn ist die Frequenz mit der die PLL einschwingen soll (das ist nicht die 
Frequenz des VCO oder so)
d ist die Daempfung mit das geschehen soll.

Wenn man sich die VCO Steuerspannung ansieht so springt die bei einer 
Frequenzaenderung am Eingang der Pll ja. Nur macht die das nicht sofort 
sondern sie pendelt sich auf die neuen Werte ein. Das sieht aus wie eine 
gedaempfte Sinusschwingung. Diese Periode und die Abklingzeit ist mit wn 
und d gemeint.

Damit das moeglichst optimal geschieht wird der Parameter d meistens zu 
0.7 gewaehlt das ist aus der Regelungstheorie der beste Kompromiss wegen 
ueberschwingen und Einstellzeit.

Fuer T2 ergibt sich dann:

       d x 2      1
T2 = ------- - -------
        wn     K0 x KD

           K0 x KD
T1 + T2 = --------
            wn^2

Wenn du noch einen Teiler drin hast reduziert sich K0 x KD zu K0 x KD /N

Wenn T2 negativ wird wegen zu grossem wn must du wn reduzieren deine 
Loopgain aus K0 x KD reicht dann nicht aus (Ist halt bei einem Quarz VCO 
so)

Bei einem Teiler von N = 1 ergibt sich ein maximales wn = 10Hz x Pi x 2

d = 0.7 gewaehlt.

R3 = 68K , R4 = 10K , C2 = 2uF

bei einem Teiler von 8 drin wird das ganze noch traeger.

R3 = 180K , R4 = 20K , C2 = 10uF

Je kleiner deine Loopgain aus K0 ud KD wird um so trager wird deine PLL.

von Ingo D. (ingo2011)


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Hallo Helmut,

vielen Dank für Deine ausführlichen Erklärungen.

>Jetzt must du deine Natural Frequenz der PLL festlegen also wn und deine
>Daempfung d.

Hier kam ich nicht weiter ...


Dank Deiner und einer PM eines weiteren Foren-Teilnehmers,
habe ich das nun endlich verstanden ;-)


Super !

Gruß Ingo , DH1AAD

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