Vidlákovo elektro 66. VCO

9. ledna 2014 v 5:15 | Petr |  Vidlákovo Elektro
Udělám svoji obvyklou chybu - tentokrát patrně záměrně a to že skočím doprostřed věcí místo abych začal nějak systematicky. Patrně budu nucen postavit DPLL - tedy digitální smyčku fázového závěsu. Což je obvod, který na základě frekvence referenčního oscilátoru produkuje frekvenci, která je násobkem, nebo podílem této reference.

Taková věc má jako základ VCO což je voltage controlled oscillator - oscilátor řízený napětím, pak většinou je nějaká dělička frekvence, fázový komparátor a dolní propust, která produkuje napětí řídící VCO. Analogové smyčky fázového závěsu - většinou pracují s jednoduchými LC oscilátory. Kdybych zavzpomínal na svoji radiovou minulost mohl bych jmenovat Colpitts, Hartley, Clapp, Vačkář - byla to kdysi velká věda, protože oscilátor byl základem kvality rádia.

Mně ale čeká Digitální fátový závěs - tedy pravoúhlý signál jde dovnitř a pravoúhlý signál jde ven - takže používat k tomuto účelu oscilátory s cívkou ??? Proto jsem se zanořil do literatury a jako obvykle jsem narazil na tuny balastu. Postavit z toho "co dalo GM" RC oscilátor který zvládne frekvence nad 40 MHz - a nebude obsahovat příliš mnoho "černé magie" ? Přitom je jasné že něco takového je běžné, protože Internet je plný článků typu "puboš přetaktoval AMD na 8GHz". Takže je jasné, že přímo uvnitř procesorů je VCO které umožňuje frekvence - od obvyklých, nebo energeticky úsporných 1 GHz až po rekordních 8 GHz. Přitom to určitě nebude LC oscilátor, protože dělat na chipu procesoru cívku (lze provést) a tím si do procesoru vestavět anténu chytající "elektromagrentické peklo" uvnitř moderních procesorů - to by udělal jedině blázen.
Nakonec jsem objevil tento článek, který mě nasměroval na "current depleted ring oscillators". Tedy věřte nevěřte v procesorech kmitají takové řetězce (kruhy) z lichého počtu hradel s tím, že jim dvěma dalšími tranzistory škrtíme proud (jedním ze zdroje a druhým do země) tak můžeme ladit frekvenci tohoto obvodu až o řád. !!! Kam se vidláci hrabou na stavitele procesorů !!
Přece jenom - kruh z inverotrů - to zavání ještě přiliš velkou černou magií - hlavně teda hrozí, že vezmete hradla od jiné firmy a ony budou kmitat na úplně jiné frekvenci což smyčka PLL nestačí dorovnat. Proto jsem zkusil totéž ale s mým oblíbeným oscilátorem ze 74HC14 - tam přece jenom frekvence záleží především na hodnotě odporu a kondenzátoru. A vstkutku - funguje to jako báseň.
Při 5V kmital pokusný obvod na 35 MHz.
A tentýž obvod jenom změnou napájecího napětí klesl při 1.6V s frekvencí na 7.4 MHz. To je pro mé potřeby více než slušné a jenom přestavěním obvodu na DPS se zbavím parazitní kapacity kontaktního pole a frekvence bude na mnou požadovaných 43MHz. Samozřejmě je otázka proč se s tak elementárním obvodem nesetkáme na prvních stranách učebnice pro průmyslovky ?
Patrně je to proto, že ovlivňovat jakýkoliv obvod změnou napájecího napětí je považováno za '"nečestné a nesportovní" potom - študáci by se asi bouřili učit se vzoreček pro frekvenci tohoto oscilátoru, který je f=1/(R*C), kdyby věděli, že to vlastně není pravda. A potom jsou tu dva opravdové problémy - pro vytvoření jednoho VCO "vyplýtváte" celý integrák s 6 invertory. A poslední problém - s měnícím se napájením se mění i amplituda a střední hodnota generovaného signálu - potřebujete tedy navíc ještě nejméně 2 další hradla - 1 na obnovu stejnosměrné úrovně a amplitudy a druhé jako buffer.

Než skončíme - pokusím se fantazírovat jak to vlastně funguje - u "current depleted ring oscillator" je mi to relativně jasné - tam s omezením proudu do invertorů ovlivňujete rychlost přeběhu signálu a tím celkovou frekvenci. U oscilátoru ze Schmidtova klopného obvodu jako je 74HC14 k tomu přistupuje ještě to, že hystereze tohoto obvodu patrně závisí na vlastnosteh polovodičů uvnitř a mění se mnohem méně než odpovídá změně napájecího napětí - což jinými slovy znamená, že neklesající hystereze při klesajícím napájení de-facto relativně roste a s ní i perioda kmitání.

To byl vidlácký oscilátor řízený napětím - zbývá už jenom rada paní Kubáčové novomanželkám ..... DNEŠNÍ RADA PANÍ KUBÁČOVÉ BYLA PANÍ KUBÁČOVOU CENZUROVÁNA, ABY TCHÝNĚ, KTERÁ PRAVIDELNĚ ČTE TENTO BLOG NEPŘIŠLA O POSLEDNÍ ILUZE .... takže tak ....
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 kolemjdoucí kolemjdoucí | 9. ledna 2014 v 7:14
2 kolemjdoucí kolemjdoucí | 9. ledna 2014 v 7:15

Posílal jsem nějaké inspirační odkazy, ale prý "Tento komentář byl vyhodnocen jako spam a zobrazí se, jen pokud to autor blogu povolí.", tak snad se k nim dostanete aspoň v administraci tohoto bláznivého blogsystému.

3 petr-kubac petr-kubac | 9. ledna 2014 v 11:42

[1]:Odkazy na firmy jsou marné, neboť základní podmínkou mé elektroniky je, že nestavím z ničeho co není dostupné v elektrokroužku domu dětí mládeže a pionýrů, nebo jak se jejich pohrobci dneska jmenujou.

Poslední odkaz je zajímavý ale má zásadní problém - referenční hodiny na 16x syntezované frekvence - to už je lepší požadovanou frekvenci rovnou generovat procesorem

4 Dalík Dalík | 9. ledna 2014 v 14:27

"elektrokroužek domu dětí mládeže a pionýrů".. tak to je hláška dnešního dne!

5 kolemjdoucí kolemjdoucí | 9. ledna 2014 v 14:38

našel jsem ještě tento dokument (74LS297):
www.ti.com/lit/an/sdla005b/sdla005b.pdf

Pira má hezký popis SAA1057, ten je do 35MHz, ale asi se už nedá sehnat
www.pira.cz/pll.htm

Vypadá to "že je to celkem v pasti" a bude se to fakt muset dělat od základu.

6 kolemjdoucí kolemjdoucí | 9. ledna 2014 v 14:39

poslal jsem ještě nějaké odkazy (opět "spam").

7 Karel Karel | 10. ledna 2014 v 5:58

Z článku není jasné která tchýně.. (tímto zdravím tchýni) :-)

8 SPECZ SPECZ | 10. ledna 2014 v 14:36

Pěkný !
Teď už jen vymyslet jak z toho dělat nějakou hezkou sínusovku, a je to úžasnej oscilátor pro bastlení rádií :-)

9 Dalík Dalík | 10. ledna 2014 v 14:51

SPECZ: nevím, asi laditelným filtrem, to bude v dalším blogu :))

10 Petr G. Petr G. | 10. ledna 2014 v 20:32

[8]: SPECZ: Nechci Vám brát optimismus. Nezmínil Petr K. na začátku článku něco o digitální signálu? Tam asi sínusovka nebude.

11 petr-kubac petr-kubac | 10. ledna 2014 v 23:06

[8]: K cemu je v radiu sinusovka ? dporucuju heslo pro BING 4066 mixer - tak se dneska staveji radia. A navic o tom, jak sinusovka je na vyhynuti brzy neco bude ;-)

12 m.marianek m.marianek | 12. ledna 2014 v 18:56

[8]: Nechci vám brát iluze, ale já bych si do slušného rádia takový "fuj" oscilátor nepořídil. Z principu tvorby kmitů má tento oscilátor nechutný fázový šum a vysoký podíl parazitních signálů a to i přesto, že je držen syntezátorem s PLL. Cívky jsou možná pro začínající bastlíře fuj, ale pořád kromě krystalů nikdo nic lepšího nevymyslel.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama