www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Fundamentos Radar

PLL-Oszillator

Oscilador
de cristal
Compador
de fase
Filtro
paso
bajo
Oscilador
controlado
por tensión
Pre-
divisor
Digitally
controlled
countdown
RF-out

Figura 1: Diagrama de bloques de un oscilador enganchado en fase (PLL)

Oscilador
de cristal
Compador
de fase
Filtro
paso
bajo
Oscilador
controlado
por tensión
Pre-
divisor
Digitally
controlled
countdown
RF-out

Figura 1: Diagrama de bloques de un oscilador enganchado en fase (PLL)

Oscilador
de cristal
Compador
de fase
Filtro
paso
bajo
Oscilador
controlado
por tensión
Pre-
divisor
Digitally
controlled
countdown
RF-out

Figura 1: Diagrama de bloques de un oscilador enganchado en fase (PLL)

Oscilador enganchado en fase

Un oscilador enganchado en fase es un circuito para generar oscilaciones de alta frecuencia con la ayuda de un bucle de bloqueo de fase (en inglés: phase-locked loop: PLL).

En su configuración básica, un bucle de bloqueo de fase compara la fase de una señal de referencia estabilizada por un cristal con la fase de una señal de retroalimentación dividida hacia abajo desde la frecuencia de salida en el rango de frecuencia de la señal de referencia. La tensión de control para el oscilador controlado por tensión (VCO) se genera a partir de esta comparación de fases.

El rango de frecuencia ajustable (o ancho de banda del bucle de control) es un parámetro importante para la respuesta transitoria y el ruido de fase. Cuanto mayor sea este ancho de banda, más rápido podrá asentarse el oscilador enganchado en fase. Pero cuanto más estrecho sea este rango de control, más limpia será la señal de salida. Como compromiso, se suele elegir un ancho de banda del 15%.

Oscilador de cristal

El oscilador de cristal suele oscilar en una frecuencia estándar en el rango de 10 a 100 MHz. Si se utilizan varios osciladores con bucle de enganche de fase (como es habitual en las antenas activas phased-array), se utiliza un oscilador de cristal central de gran precisión, que puede incluso sincronizarse con un estándar de tiempo GPS.

Referencia
f(prueba)
Corrientes
de carga

Figura 2: Circuito comparador de fases

Referencia
f(prueba)
Corrientes
de carga

Figura 2: Circuito comparador de fases

Referencia
f(prueba)
Corrientes
de carga

Figura 2: Circuito comparador de fases

Comparador de fases

El comparador de fase consta de dos D-flipflops y varias puertas NAND. Los flancos positivos de las frecuencias aplicadas a la entrada activan el flip-flop respectivo; el potencial H conectado a la entrada de datos aparece en la salida Q. Cuando ambos flip-flops se ponen en marcha, la puerta cambia la entrada de reset a baja y ambos flip-flops esperan el siguiente flanco positivo. Si hay una diferencia de fase, se generan pulsos por el tiempo de las diferencias de fase. Si la frecuencia es demasiado alta, el flip-flop inferior conmuta antes que el superior, apareciendo un impulso más largo en la línea de salida inferior antes de que ambos flip-flops se pongan a cero. Si la frecuencia es demasiado baja, el impulso en la línea superior es más largo que el pequeño pico en la línea inferior. Los circuitos externos con transistores de efecto de campo convierten estos impulsos en corrientes de carga o descarga para un condensador. Una corriente positiva (flip-flop superior) aumenta y una corriente negativa (flip-flop inferior) disminuye la tensión de sintonía.

Filtro de paso bajo

El filtro de bucle es un filtro de paso bajo. Los condensadores contenidos en el filtro de paso bajo suavizan la tensión de sintonía y reducen la influencia de los picos de corriente en forma de pulsos.

Circuitos de contadores

Los circuitos contadores permiten que el VCO oscile a una frecuencia mayor que la de referencia. En el caso de los contadores binarios, esto sólo puede ser un múltiplo de la frecuencia de referencia. Por lo tanto, esta frecuencia de referencia debe ser como máximo igual a la separación de canales cuando se utiliza el oscilador con bucle de bloqueo de fase para la comunicación.