ich =C3=BCberlege gerade, wie ich ein Signal auf eine PLL-stabile Tr=C3=A4gerfrequenz aufmoduliere (FM).
Die Modulation wird ja dadurch erreicht, dass das zu modulierende Signal die Steuerspannung des VCO beeinflusst. Soweit so gut. Wenn nun aber eine PLL aufgebaut werden soll, wie spielt das ganze dann zusammen? Jeglichen Frequenz=C3=A4nderungen am Ausgang des VCO wird ja versucht, du= rch eine =C3=84nderung der Steuerspannung am Eingang des VCO entgegenzuwirken= =2E D.h. ich kann modulieren was ich will, die PLL regelt immer dagegen.
Oder hab ich hier einen Denkfehler drin?
Mittlerweile gibt es ja auch einige von den billig FM-Transmittern, die sich auch damit r=C3=BChmen, einen PLL-stabilen Transmitter zu haben. Wie=
l=C3=B6sen die das Problem? (Ok, die haben vermutlich einen Ich-kann-alle= s-IC drin, aber der muss ja auch damit umgehen)
Ja, aber dann hast du in der Schleife, also in der Leitung die zur Regelung führt eben entweder einen Zeitglied für normalen PLL Betrieb oder eben genau die Korrekturspannung wird moduliert und alles hat dann eine Zeitkonstante drin damit die MOdulation nicht auch alles dauernd herumreisst.
Ja. Die Regelzeitkonstante der PLL muß hinreichend langsam sein, um die erwünschte Modulationnoch zu erlauben. Es gibt auch Tricks, wie Zweipunktmodulation an Referenz und VCO, um einen Frequenzgang ab 0 Hz zu erreichen, sowie eine umschaltbare Regelzeitkonstante, um schnelle Frequenzumschaltung (bei Kanalwechsel) trotz hohem Modulationshub zu ermöglichen.
a) Die Modulation findet oberhalb der oberen Grenzfrequenz des PLL-Filters statt, dann kann die PLL naturgemäß nicht gegenregeln. Dies bedingt bei digitaler Modulation, dass der Code so gewählt wird, dass keine Gleichanteile enthalten sind.
b) Man kann entweder den Teilungsfaktor (direktes Teilungs- verhältnis bei Billisch-ISM oder z.B. Einfluß auf Fractional oder Sigma-Delta-Modulator) oder die Referenzfrequenz modulieren, ersteres können diverse PLL-Bausteine, zweiteres ist z.B. machbar, wenn die Referenzfrequenz per DDS erzeugt wird.
c) Man setzt einen externen Modulator ein, z.B. einen Mischer, der eine (z.B. digital erzeugte) ZF einbringt, oder einen I/Q-(Vektor-)Modulator, der geeignet angesteuert wird. Dieser kann auch _in_ der PLL Schleife liegen.
Es kommen alle o.g. Spielarten zum Einsatz, zumeist a) oder b).
Zeitglied und Zeitkonstante ist hier nicht der richtige Begriff. Das könnte auch eine Verzögerung bechreiben, und genau die ist unerwünscht und würde zu Regelschwingungen, d.h. zu einem Pfeifen der PLL, führen.
Jede PLL hat ein Filter im Regelkreis. Dieses Filter hat zum einen die Aufgabe, das Signal zu glätten, d.h. hochfrequente Anteile auf der Ausgangsspannung des Phasendetektors zu eliminieren und, was für die Stabilität der Sache noch wichtiger ist, für die korrekte Phasendrehung zu sorgen. Das Problem dabei ist, dass die PLL schwingen würde, wenn die Rückkopplungsbedingung K*V=1 erfüllt wird. Das ist dann der Fall, wenn es eine Frequenz gibt, bei der die Phasendrehung im Regelkreis 180 Grad beträgt und die Dämpfung zu gering ist.
Ein einfacher RC Tiefpass macht maximal 90 Grad Phasenverschiebung. Das wäre ausreichend, um die kritischen 180 Grad zu vermeiden. Bei einer Verzögerungsleitung wird die Phasenverschiebung theoretisch beliebig groß.
Jetzt "sieht" der VCO aber nicht 90 Grad Phasenverschiebung, sondern 180 Grad, weil der Phasendetektor bezogen auf die Frequenz ebenfalls 90 Grad Phasenverschiebung macht. Geregelt wird ja die Frequenz über die Steuerspannung des VCOs. Der Phasendetektor liefert aber ein Signal, das proportional von der Phasendifferenz und nicht von der Frequenzdifferenz abhängt. Die Phasendifferenz ist aber das Integral aus der Frequenzdifferenz und ein Integrator macht eine Phasenverschiebung von
90 Grad.
Deshalb braucht man ein spezielles Tiefpassfilter, das bei der Frequenz, ab der die Dämpfung hinreichend groß ist, weniger als 90 Grad Phasenverschiebung macht.
Ein Zeitglied im Sinne einer Verzögerung würde zu Regelschwingungen führen, wenn die Verzögerung nicht wesentlich kleiner ist, als 1/f der Grenzfrequenz des Filters.
Wenn auf die VCO Steuerspannung ein Signal aufmoduliert wird, dass nur Frequenzanteile oberhalb der Grenzfrequenz des Filters enthält, kann die PLL diese nicht ausregeln und man hat ein frequenzmoduliertes Signal. Beachten muss man dabei allerdings, dass man den Frequenzhub nicht zu groß macht, sonst würde die PLL ausrasten.
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