Boucle à verrouillage de phase
de phase
de
boucle
commandé
en tension
diviseur
rebours
à commande
numérique
Figure 1 : Schéma de principe d’un oscillateur avec boucle à verrouillage de phase
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Figure 1 : Schéma de principe d’un oscillateur avec boucle à verrouillage de phase
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diviseur
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Figure 1 : Schéma de principe d’un oscillateur avec boucle à verrouillage de phase
Boucle à verrouillage de phase
Une boucle à verrouillage de phase est un montage électronique permettant d’asservir la phase ou la fréquence de sortie d’un système sur la phase ou la fréquence du signal d’entrée.
Dans sa configuration de base, une boucle à verrouillage de phase compare la phase d’un signal de référence stabilisé par un cristal avec la phase d’un signal de retour divisé à partir de la fréquence de sortie dans la gamme de fréquences du signal de référence. La tension de commande de l’oscillateur commandé en tension (VCO) est générée à partir de cette comparaison de phase.
La plage de fréquence réglable (ou bande passante de la boucle de régulation) est un paramètre important pour la réponse transitoire et le bruit de phase. Plus cette largeur de bande est grande, plus l’oscillateur PLL peut se régler rapidement. Mais plus cette plage de contrôle est étroite, plus le signal de sortie est propre. A titre de compromis, une largeur de bande de 15% est généralement choisie.
Oscillateur à cristal
L’oscillateur à quartz oscille généralement sur une fréquence standard comprise entre 10 et 100 MHz. Si plusieurs oscillateurs avec une boucle à verrouillage de phase sont utilisés (comme c’est le cas pour les antennes actives à réseau phasé), on utilise alors un oscillateur à cristal central très précis, qui peut même être synchronisé avec un standard de temps GPS.
de charge
Figure 2 : Circuit du comparateur de phase
Comparateur de phase
Le comparateur de phase est composé de deux bascules D et de plusieurs portes NAND. Les fronts positifs des fréquences appliquées à l’entrée activent la bascule respective ; le potentiel H câblé à l’entrée de données apparaît à la sortie Q. Lorsque les deux bascules sont activées, la porte commute l’entrée de réinitialisation au niveau bas et les deux bascules attendent le prochain front positif. S’il y a une différence de phase, des impulsions sont générées pendant la durée des différences de phase. Si la fréquence est trop élevée, alors la bascule inférieure commute plus tôt que la supérieure, une impulsion plus longue apparaît sur la ligne de sortie inférieure avant que les deux bascules ne soient mises à zéro. Si la fréquence est trop basse, l’impulsion sur la ligne supérieure est plus longue que le petit pic sur la ligne inférieure. Un circuit externe avec des transistors à effet de champ convertit ces impulsions en courants de charge ou de décharge pour un condensateur. Un courant positif (bascule supérieure) augmente et un courant négatif (bascule inférieure) diminue la tension d’accord.
Filtre de boucle
Le filtre de boucle est un filtre passe-bas. Les condensateurs contenus dans le filtre passe-bas lissent la tension d’accord et réduisent l’influence des pics de courant en forme d’impulsion.
Circuits de comptage
Les circuits de comptage permettent au VCO d’osciller à une fréquence plus élevée que la fréquence de référence. Avec les compteurs binaires, cela ne peut être qu’à un multiple de la fréquence de référence. Par conséquent, cette fréquence de référence doit être au plus égale à l’espacement des canaux lorsque l’oscillateur à boucle à verrouillage de phase est utilisé à des fins de communication.