PLL & VCO's y demas...

Buenas, siento ser tan recurrente con el tema de las frecuencias de las narices y los PLL's, una vez entendido el proposito de estos dos magnificos elementos, PLL y VCOs y tras la lectura de unos cuantos libros que tratan exclusivamente sobre ellos ( si muy bonitos ellos, pero solo explicaban pijadas de formulas y demas que no me han aclarado mi duda existencial.. ). Primero adelanto lo que entiendo yo por cada uno de estos elementos, el VCO genera una frecuencia en funcion del voltaje con el ke se le ataque y el PLL se ocupa de recoger muestras de una frecuencia, una vez divididas compararlas con una menor y mas estable ( un cuarzo ) y en funcion de eso da un voltaje de salida. Asi mediante unos divisores podemos regular la frecuencia de salida. Hasta aqui todo bien no ?...,

ahora vamos a la pregunta ( siento el tocho.. ), entiendo que si el PLL genera un voltaje en funcion de la frecuencia que el quiere, el VCO debe ir parejo al PLL en cuanto a diseño, he aqui mi gran duda, si yo quiero diseñar un VCO me debo fijar en alguna propiedad del PLL para que al diseñar el VCO, este se ajuste a lo que pide el PLL. Por ejemplo si el PLL me da pasitos de x voltios, el VCO debe variar x en frecuencia con respecto a este voltaje que le ataca, es que es justamente la parte que no entiendo, si tengo el PLL alimentado a 5 voltios, este atacara con un voltaje de 0 a 5 para conseguir la frecuencia que desea y teoricamente el VCO deberia darsela en ese rango?.

He mirado unos cuantos datasheet de VCO's, por ejemplo max2623, ahora mismo creo que era un VCO de 850 a 900 MHz, en el datasheet indica por algun lado la frecuencia con respecto al voltaje que le entra, entonces me planteo la duda, cualquier PLL que soporte esta frecuencia valdra para funcionar parejo con el? o deberia de tener alguna propiedad especial el PLL?.

Siento el lio, es que no encuentro libros que traten exclusivamente sobre PLLs y VCOs ( este ultimo sobre diseño... ). Antes de la explicacion tambien se acepta alguna pagina que hable ( si es extensamente mejor que mejor ) sobre estos detallitos de los VCOs y los PLLs, tambien se aceptan recomendaciones de libros, pero que dejen de un lado mas bien la parte teorica que ya me la se casi de memoria y vayan al diseño y uso... por favor! XD.

P.D: Ahora un poquito salido del tema, tengo un PLL y un VCO, el VCO me genera una frencuencia x, es una emisora de fm, una vez salga del VCO, para poder modular esa señal en FM ( introducirle la voz.. por ejemplo de un micro ). Como se haria ? lo trato como un oscilador corriente? atacando a un transistor?

Gracias por leer hasta aqui ^^ y si me contestas mejor aun xDD.

:D

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RooT
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Hola,

En principio, para que se avengan bien el PLL con su VCO, el PLL debe ser capaz de responder a las frecuencias que genera el oscilador. Luego, hay que adaptar la variación de frecuencia del VCO para que con todo el margen de tensión de salida del PLL el VCO sintonice en toda la banda que quieres. A eso se le llama la "K" del VCO que viene en MHz/V, y que sirve para diseñar el filtro de salida del detector de fase. Por ejemplo: tengo montado un oscilador que de 1V a 12V sintoniza desde 85 a 110MHz, como el PLL me da desde 0,5 a 12 V, ya me sirve para cubrir la banda de 87,5 a 108MHz. Y para modular en frecuencia, hay que tener en cuenta que la frecuencia de corte del filtro del PLL debe ser inferior a la mínima frecuancia que vas a entrar para modular porque si no el PLL intentará corregir esas desviaciones de frecuencia. Ésto, aumenta el tiempo que tarda en enganchar (lock) el PLL y por eso existen PLL´s de doble velocidad que cambian las características del filtro con conmutadores analógicos para ir más rápido al principio y cuando "enganchan" cambian de filtro y ponen el lento. Es mucho mejor tener un diodo varicap independiente polarizado fijo sólo para modular, porque a distintas tensiones inversas las características de modulación son diferentes si se usa el mismo varicap que el de sintonía.

Estas webs lo explican muy bien:

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Saludos

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JosePD

ataca, es

que

No lo único que debes tener en cuenta es que el PLL, pueda aceptar en su entrada el rango de frencuencias del VCO, lo demás lo hace el PLL automáticamente. Ten en cuenta que es un bucle de realimentación, el voltaje de salida del PLL, ira en relación a la variación de frecuencia.

Si está fuera de rango, simplemente no "enganchará". Esto se puede verificar facilmente, porque en un diseño correcto de PLL, suele haber un indicador a LED, para constatar ,que el PLL ha enganchado con el VCO.

el? o

Si entra dentro del rago de frecuencias del PLL, debe enganchar sin problemas. El rango de voltajes para atacar al varicap, no suele salirse de los 12v, por lo que no debería haber problemas, en la mayoría de diseños.

El único problema, puede surgir, si tratas de barrer un espectro muy amplio, ya que en ese caso, es facil, que te salgas de la frecuencia de resonancia máxima del LC (bobina-varicap). Fíjate en todo caso, en el espectro que cubre el VCO, y no le pidas al PLL, que enganche fuera de ese espectro, para evitar problemas.

genera

Como

No, una vez salga del VCO, ya no la puedes modular en frecuencia. Normalmente si modula el VCO, atacancado al varicap, con un operacional, precedido de la señal de BF.

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KT88

Gracias por contestar, ahora una serie mas de cuestioncillas ^^...

entiendo esto VCO 1 a 12, 1 = 85, 12 = 110. Si el PLL me da de 0'5 a 12, significa que 0'5 en el VCO = ni idea de lo que hara (XD) 12v = 110Mhz ( la maxima del VCO ), entonces porque dara 108?..

A ver si me he enterado, quieres decir que debo encontrar un PLL que no sea capaz de detectar esas variaciones de frecuencia que yo le voy a dar, para que no intente corregirlas y asi conseguir la modulacion sobre una frecuencia central?.

Aqui queria llegar yo.. el de sintonia es el del VCO, no?, entonces debo sacar la frecuencia de sintonia ( fija y que corregira el PLL ) y luego modularla mediante otro varicap ( para modularla ), lo que quiero saber es como iria ese circuito, que tras sacar la frecuencia del VCO a donde deberia ir ... ains que verde estoy.. xD

Gracias por las paginas, ya me las conocia, pero no viene mal releermelas xDDD.

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RooT

Es un poco tarde... y mañana me voy a leer mas tranquilamente los dos mensajes y un poquito mas de informacion, para sacarme mas de dudas, porque es que toi quemadisimo con este tema que no me entra ni a ostias. Pero queria preguntar una cosa... por los diseños que he visto creo que se a lo que te refieres, coges la salida del PLL y tu "señal" y las metes por un operacional y atacas al VCO ( sumas el tema ), verdad? asi preguntaba yo tonterias... xDD ya esta cogiendo saborcillo el tema..

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RooT

Con el mensaje de KT88 creo que esto me ha quedado claro..

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RooT

(

No. El varicap del VCO se ve atacado por 2 tensiones, la del PLL, y la del modulador. Si te fijas en los esquemas, verás que cada una entra por una resistencia, conectada al varicap.

El modulador, suele ser un operacional (podría ser un vulgar previo a transistores), que amplifica la señal de BF, proveniente de un micro o cualquier otra señal de audio.

Las variaciones de tensión que induce el modulador, sobre el varicap, evidentemente son muy pequeñas, en relación al voltaje del PLL, si no el propio PLL las compensaría, y se acabo la modulación en frecuencia.

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KT88

Creo que con "los esquemas" te refieres a las paginas de mas arriba, vale .. entendido dos voltajes para el varicap, o en este caso como comentaba JosePD, uno para cada varicap. Ya va cogiendo colorcillo.. XD pero la pregunta ahora es... en los VCO's integrados .. como por ejemplo

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como coño se meten las dos señales? si ( al menos esto creo que si ) el voltaje entra por TUNE, deberia de entrar una mezcla de ellos, para que a un voltaje dado por el PLL tengas ese voltaje mas uno pequeño ( en comparacion con el del PLL ) que me de la modulacion en frecuencia (FM). O esos VCOs no sirven para mis propositos FMesticos?...( no me seas tikismikis que te conozco.. se que esos VCOs en concreto no valen por la frecuencia que tienen.. pero vamos hacer la excepcion y suponemos que tienen de 80 a 100 Mhz XDD )

Gracias.. por las contestaciones hasta ahora..

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RooT

Entra igual, que se haría con un VCO montado con componentes convencionales. Además si miras el datasheet, verás que el circuito de sintonía, no es más que un LC convencional, con una bobina, y 2 varicap (en serie), ejerciendo de condensador.

Ataca a esa patilla, con la tensión del PLL y la del modulador, entrando cada una por una resistencia (un vulgar sumador). El emplear 2 varicap, en vez de uno aislado con un condensador, permite, además, barrer un espectro más amplio.

Cualquier VCO se puede modular en frecuencia, el principio, es simplemente añadir ligeras variaciones de voltaje proporcionales a la señal que modula, sobre el voltaje principal que controla el VCO, en tú caso sería el que proporcione el PLL.

voltaje

voltaje

del

para mis

esos

la

VCO

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KT88

"RooT" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@uni-berlin.de...

narices

elementos,

exclusivamente

formulas y

que

en

muestras

estable (

?...,

genera

parejo al

me

voltios,

ataca, es

que

mismo creo

duda,

el? o

PLLs y

acepta

libros,

de

genera

Como

cerrado que el tiempo de enganche sea. por ejemplo 1000 años ó algo menos, tendrás un bonito inhibidor de frecuencias ya que el VCO estará barriendo rápidamente todo el margen de frecuencias que sea capaz de generar, (En el analizador de expectros se vé como un "peine" que ocupa todo el rango de frecuencias del VCO), Por esta razón los equipos TX no permiten la transmisión hasta que el PLL esté enganchado. Lo de los 1000 años es una broma sacada del libro... DESIGN OF PHASE - LOCKED LOOP CIRCUITS With Experiments de Howard M, Berlin

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Migue Lon

Vuelvo con las preguntitas, a la hora bruja como siempre ^^ XDD

Estado pensado un poco, como de pequeñas¿?, osease en que parametros del pll y del vco debo fijarme para inducir modulacion en frecuencia, en el PLL creo que lo tengo claro, debe ser el dato de la frecuencia minima detectable y del VCO ya si que me pierdo. Yo amplifico la señal con un previo, pero luego deberia de reducir el voltaje lo suficiente como para que no lo note el PLL.

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RooT

pll y

que

VCO ya

de

Bueno, la profundidad de la modulación dependerá del ancho de banda que quieras conseguir. En la banda comercial, creo que el ancho de banda, era de unos 50Khz.

Pero en las bandas de radioaficionados, y telecomunicaciones ,se suele trabajar en banda estrecha, a unos 5Khz de excursión máxima.

La variación de voltaje correspondiente, dependerá, del VCO empleado, mira la hoja de características del varicap empleado, y calcula el valor del condensador (varicap), luego calcula la frecuencia de resonancia del par LC.

Casí es más sencillo, si lo mides con un frecuencímetro que afine al menos hasta 1Khz.

De todas formas, la profundidad de la modulación, la puedes ajustar facilmente, actuando sobre el previo que modula, al varicap. Contra más amplifique, mayor será la profundidad de la modulación, y por tanto el ancho de banda.

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KT88

Toda la parte del ancho de banda y eso okis, que mire graficas y haga unos calculitos, eso claro... ahora va la pregunta tonta del mes...

yo pongo un operacional, este lo alimento con 5 voltios ( por ejemplo ) y le meto la señal del micro, he aqui mi duda, el operacional me dara un voltaje de entre 0 y 5, entonces que deberia hacer yo para reducir eso a los pocos mV que necesite sumar al voltaje del PLL para modular la frecuencia. ( Algo me estoy dejando porque tiene que ser mas facil de lo que yo estoy intentando plantear ... o algo de los operacionales me estoy perdiendo XDD )

Y ahora pregunta mas tecnica, como el comportamiento del varicap no es lineal, a medida que aumente la frecuencia de emision, la modulacion del tema ira bajando de ancho de banda, porque para diferentes frecuencias, los pequeños cambios de voltaje son los mismos ( en cuanto a la etapa del micro ), como el VCO no es lineal ira perdiendo ancho de banda ( degradandose? ) formas de solucionar esto?. Supongo que teniendo una grafica delante se podria hacer un apaño para que a medida que aumente el voltaje del PLL aumente tambien el voltaje de salida de la modulacion, pero no lo tengo mu claro.

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RooT

le

voltaje de

que

estoy

plantear

No, el operacional, no entregará, un voltaje entre 0 y 5 voltios. El voltaje máximo, guardará relación con la ganancia que selecciones en el diseño del circuito, con el OP.

lineal, a

bajando

cambios de

es

Pero las variaciones de voltaje, por la modulación son ínfimos, en relación al voltaje del PLL, eso ni se notará. Estamos hablando de una excursión de

5Khz, sobre, por ejemplo, una portadora de 144Mhz.

Además un VCO sintetizado, no se controla con un solo LC para un amplio espectro, eso no suele funcionar bien. Se cubre un cierto rango de frecuencias, y se conmuta otro par LC, a partir de cierta frecuencia. Esto es transparente para el usuario, por ejemplo en un multibanda. Pero no se puede cubrir, desde 20MHZ hasta 2000MHZ con un solo VCO, o mejor dicho, con un solo LC sobre el mismo VCO.

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KT88

El operacional solo te dara esas tensiones si lo haces funcionar en lazo abierto, como comparador. En el momento en que lo montes como amplificador inversor o no inversor, pasara a comportarse como eso, un amplificador que multiplica la amplitud de la señal de entrada por un factor constante como es la ganancia que imponga la relacion de resistencias que hayas establecido. Por ejemplo, si tienes una señal de entrada de 1 mv y quieres una salida de 10 mv, pues tendras que diseñar una ganancia de 10. Y si quieres que atenue, una ganancia de 0,1. Tan facil como eso.

Saludos

Cristobal

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Cris

Bueno finalmente creo que tema PLL y VCO ha quedado mas que claro... pero clarisimo, esta eran las nociones que me faltaban y ya tan... ^^.

Sobre lo del operacional, ciertamente no iba encaminado por ahi, bueno en parte si, estaba pensando en la suma de los voltajes y se me estaba escapando que el operacional hace lo que yo quiera y no lo que el me diga ... jejeje es que mira que horas son ... esto no puede ser ... ! XD.

P.D: Dentro de unos dias empiezo con los DDS empezar a temblar XDDDDDD....

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RooT

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