Laboratórium 2 - 9. Mérés ellenőrző kérdései

← Vissza az előző oldalra – laboratórium 2

1. Rajzolja fel a PLL tömbvázlatát.

ahol ${\omega }_0$ a szabadonfutó frekvencia, $K_v$ pedig a VCO karakterisztikájának meredeksége

2. Adja meg a PD kimeneti feszültségét (nemlinearizált alak).

$u_d(t)=0.5K{U}_{1p}{U}_{2p}sin({\mathrm{\Theta }}_e)$, ahol $U_{1p}$ illetve $U_{2p}$ a fázisdetektor bemeneteire jutatott jelek amplitudói, K a fázisdetektorra jellemző konstans, ${\mathrm{\Theta }}_e$ pedig a két jel fáziskülönbsége.

3. Adja meg a VCO kimeneti fázisát a komplex frekvenciatartományban.

${\mathrm{\Theta }}_2(s)=\frac{K_v}{s}{U}_f(s)$, ahol $K_v$ a VCO átviteli tényezője, $U_f$ a bemenő jel komplex amplitudója.

4. Rajzolja fel a hurokszűrő kapcsolási rajzát és adja meg az átviteli függvényét.

$F(s)=\frac{1+sc(R_1+R_2)}{s{R}_{1}C}=\frac{1+s{\tau }_1}{s{\tau }_2}$

5. Adja meg a hurokszűrő átviteli függvényét és rajzolja fel a törtvonalas Bode-diagramját.

$F(s)=\frac{1+sc(R_1+R_2)}{s{R}_{1}C}=\frac{1+s{\tau }_1}{s{\tau }_2}$

6. Rajzolja fel a PLL nemlineáris alapsávi modelljét.

7. Rajzolja fel a PD nemlineáris karakterisztikáját és azon határozza meg a munkapontot.

Ha a fázishiba megnő, akkor ennek hatására megnő PD kimenetén a feszültség, majd a VCO pillantnyi kimeneti frekvenciája, ami egyben a PD egyik bemeneti jele. Ennek a jelnek úgy kell hatnia, hogy a fázishiba csökkenjen, ellenkező esetben nem jön létre fáziszárt állapot. A fenti elv a alpján a munkapont 0-ban van.

8. Adja meg a PLL bemenet és kimenete közti fáziskülönbség értékét. (aktív hurokszűrőre és fáziszárt állapotra értendő).

Mivel az alkalmazott aktív hurokszűrő erősítése nagy (kb. 200.00, mert nincs DC visszacsatolás), ezért a bementén csak közel 0V DC feszültség lehet. A hurokszűrő bemenete egyben a PD kimenete, és a PD kimenetén csak akkor lehet nulla fázishiba melett nulla feszültség, ha a két bemeneti jel között a fáziskülönbség $\pi /2$, vagyis az egyik bemeneti jel szinusz, másik koszinusz.

9. Adja meg a PD kimeneti feszültségét a lineáris alapsávi modellben kis ${\mathrm{\Theta }}_e$ esetesetén (nem kell levezetni).

$u_d(t)=K_d\mathrm{\Delta }{\mathrm{\Theta }}_e\approx K_d{\mathrm{\Theta }}_e$, ahol $K_d\approx 0.5U_{1p}{U}_{2p}$.

10. Rajzolja fel a PLL lineáris alpsávi modelljét.

11. Adja meg a hurokerősítés egyenletét (legegyszerűbb forma).

$G(s)=K_{d}F(s)K_v/s$, ahol $F_s$ a hurokszűrő átviteli függvénye.

12. Adja meg a PLL zárthurkú átviteli függvényét (legegyszerűbb forma).

$H(s)=\frac{{\mathrm{\Theta }}_2(s)}{{\mathrm{\Theta }}_1(s)}=\frac{G(s)}{1+G(s)}$

13. Adja meg a PLL hibafüggvényét (legegyszerűbb forma).

$1-H(s)=\frac{{\mathrm{\Theta }}_e(s)}{{\mathrm{\Theta }}_1(s)}=\frac{{\mathrm{\Theta }}_1(s)-{\mathrm{\Theta }}_2(s)}{{\mathrm{\Theta }}_1(s)}$

14. Adja meg a hurokerősítés egyenletét másodfokú hurokra (elsőfokú hurok, aktív hurokszűrővel).

$G(s)=K_d\frac{1+s{\tau }_1}{s{\tau }_2}\frac{K_v}{s}$, ahol ${\tau }_1,{\tau }_2$ a szűrő megfelelő időállandói

15. Rajzolja fel a hurokerősítés törtvonalas Bode-diagramját ($\zeta =1$). 16. Rajzolja fel a hurokerősítés törtvonalas Bode-diagramját ($\zeta <0,707$).

17. Rajzolja fel a zárthurkú átviteli függvény Bode-diagramját különböző $\zeta$-ra.

18. Rajzolja fel a hibafüggvény Bode-diagramját különböző $\zeta$-k esetén.

19. Adja meg a PLL tervezési paramétereit és, hogy az egyes paraméterek mit szabnak meg.

• ${\tau }_1$ a sávszélességet (${\omega }_n$)-t szabja meg,
• ${\tau }_2$ a stabilitási tulajdonságokat ($\zeta$-t), illetve a dinamikát szabja meg,
• $G_0$ a követési tulajdonságokat (${\mathrm{\Theta }}_e$-t) szabja meg (az alkalmazott aktív szűrőre $G_0=\mathrm{\infty }$

20. Adja meg a PLL frekvenciatartományait.

21. Rajzolja fel az FM demodulátor tömbvázlatát.

22. Milyen tervezési feltételt kell az FM demodulátornak kielégítenie?

${\omega }_n\ge$ maximális modulációs frekvencia, ahol ${\omega }_n$ a pólusfrekvencia.

23. Rajzolja fel a PM demodulátor tömbvázlatát.

24. Milyen tervezési feltételt kell a PM demodulátornak kielégítenie?

${\omega }_n\le$ minimális modulációs frekvencia

25. Rajzolja fel az FSK modulált jel hullámformáját.

26. Rajzolja fel a rendszer válaszát az időtartományban a VCO perturbációjára, ha $\zeta >1$, $\zeta =1$, $\zeta <1$.