Bölüm 15 Frekans Sentezörü

Transkript

1 Bölüm 15 Frekans Sentezörü 15.1 AMAÇ 1. Frekans sentezörlerinin çalışma prensibinin incelenmesi.. Frekans sentezörlerinin karakteristiklerinin ölçülmesi. 15. TEMEL KAVRAMLARIN İNCELENMESİ Basit larak, bir frekans sentezörü, bir frekans kaynağıdır. Bu frekans kaynağının çıkış frekansı, giriş referans frekansının bir tam sayı katına eşittir. Fig de tipik bir frekans sentezörü görülmektedir. Bu frekans sentezörü, bir faz kilitlemeli çevrim(pll), bir gerilim kntrllü silatör(vco), bir faz detektörü ve bir N-sayı bölücüsünden luşmaktadır. Fig de bulunan PLL yapısındaki faz detektörü rtalama bir gerilim değeri üretir. Bu gerilim değeri giriş referans frekansı f ref ve N sayısı ile bölünmüş çıkış frekansı f /N arasındaki fark ile rantılıdır. N-bölücü sayaç genellikle thumbwheel anahtarlar ile yada bir MPU yazılımı ile kntrl edilir. Bu sayaç, her N giriş darbesinde bir çıkış darbesi üretir. Faz detektörünün çıkış gerilimi, alçak geçiren filtre(lpf) ile filtrelendikten snra gerilim kntrllü silatörün(vco) girişine uygulanır. VCO nun bu giriş gerilimine karşılık çıkışta f çıkış frekansı üretilir ki bu frekans kilitlenme esnasında giriş referans frekansının N katına eşittir. Reference Frequency f R Phase Detectr Lwpass Filter VCO f O =Nf R f N =f O /N N Fig Tipik bir frekans sentezörünün blk diyagramı. PLL kilitlenme durumunda çalışıyrken, referans ve sayaç çıkışı arasındaki ilişki aşağıdaki gibi ifade edilebilir; f R =f N =f /N ya da f =Nf R larak ifade edilebilir. 15-1

2 Açık larak görülmektedir ki çıkış frekansı referans frekansı f R ve sayaç değeri N ile belirlenmektedir. Diğer bir deyişle, frekans sentezörü, çıkış frekansı giriş referans frekansının N katı lan bir frekans üretecidir. Bu nedenle, mükemmel bir frekans sentezörü için hassas ve kararlı bir referans frekansı gerekmektedir. Genellikle bu amaç için bir kristal silatör kullanılmaktadır. Çeşitli Frekans Sentezörleri Pratik uygulamalarda birçk frekans sentezörü çeşidi mevcuttur. Bunlar; 1. Tipik bir Frekans Sentezörü Fig. 15-, tam bir frekans sentezörü blk diyagramını göstermektedir. PLL devresinin girişindeki f R referans frekansı, f x kristal silatör frekansının M e bölünmüş değeridir. Daha önceden bahsedildiği gibi, frekans sentezörünün çıkış frekansı f =N.f R denklemi ile hesaplanır. f X Prgrammable Cunter:M f R Phase Cmparatr Lwpass Filter VCO f O =Nf R Crystal Oscillatr f N =f O /N Prgrammable Divider N Fig. 15- Tipik bir frekans sentezörünün blk diyagramı. Tipik frekans sentezörünün temel dezavantajı, prgramlanabilir bölücünün frekans limitlemesidir. Piyasada bulunan prgramlanabilir bölücülerin maksimum çalışma frekansı yirmi tuz MHz dir. Bu, frekans sentezörünün maksimum çıkış frekansını limitlemektedir. Bu dezavantajın üstesinden gelmek için aşağıdaki tip frekans sentezörler seçilebilir.. Frekans Çarpıcı Kullanılarak Frekans Sentezörü Fig de gösterilen frekans sentezörü tipinde, H katı değerinde bir frekans çarpıcı kullanılmaktadır. Blk diyagramdan, çıkış işaret frekansı aşağıdaki gibi hesaplanabilir; f = N( Hf ) R 15-

3 Ancak bu frekans sentezörü yapısının iki dezavantajı mevcuttur: (1) ekstradan bir frekans seçici devre gerekmektedir, ve () VCO çıkış frekansındaki küçük bir değişim sentezör çıkış frekansında katlanılmaz bir değişime sebep lacaktır. f R Phase Cmparatr Lwpass Filter VCO Frequency Multiplier ( H) f O =N(Hf R ) N Fig Frekans çarpıcı kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü. 3. Ön bölücü(prescaler) kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü Fig de ön bölücü kullanılarak gerçekleştirilen bir frekans sentezörü görülmektedir. Ön bölücü, VCO çıkışı(sentezör çıkışı) ile N bölücü girişi arasında yer almaktadır. Ön bölücünün kullanım amacı, N bölücünün girişindeki frekansı N bölücünün çalışma frekansı aralığına düşürmektir. f R Phase Cmparatr Lwpass Filter VCO f O =N(Pf R ) P (Prescaler) (f O / P)N N f O /P Fig Ön bölücü kullanılarak gerçekleştirilen bir frekans sentezörü. Basit larak ön bölücü, bir çeşit frekans bölücüdür. Ön bölücü, ECL teknljisi kullanılarak üretilmektedir ve çk yüksek frekanslarda(ghz seviyesinde) çalışabilir. Fig deki sentezörün çıkış işaret frekansı aşağıdaki gibi verilir; f = N( P. fr) f, VCO çıkış frekansı lduğundan dlayı, VCO, yukarıda bahsedilen diğer iki çeşit yapıya göre daha yüksek frekansta çalışmalıdır. 4. Frekans çevirici kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü Genel larak frekans sentezörlerinde kullanılan iki çeşit frekans çevrimi mevcuttur. Bunlar, frekans yükseltme çevrimi ve frekans düşürme çevrimidir. 15-3

4 Fig de frekans yükseltme çevrimi kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü görülmektedir. VCO çıkış frekansı, bir mixer ve lkal silatör ile daha yüksek frekansa çıkarılır. Çıkış frekansı aşağıdaki gibi ifade edilir; f = f + Nf ' L R f L, lkal silatörün çıkış frekansını göstermektedir. f R Phase Cmparatr Lwpass Filter VCO f 0 =Nf R Mixer f 0 =f L +Nf R N f L Fig Frekans yükseltme çevrimi kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü. Bu frekans sentezöründe karşılaşılan ilk prblem, frekans çarpıcı kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezöründeki gibi çıkış katında bir frekans seçici devreye ihtiyaç duymasıdır. Ayrıca, PLL devresinin dışına bir lkal silatör yerleştirilmiştir ve bu nedenle PLL, lkal silatörden kaynaklanan frekans değişimini düzeltemez. Fig da frekans düşürme çevrimi kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü görülmektedir. Mixer, PLL yapısının içerisinde yer almaktadır. Bu nedenle lkal silatörden kaynaklanan frekans değişimleri PLL tarafından düzeltilebilmektedir. Çıkış frekansı, f =f L +Nf R, VCO çıkışında dğrudan elde edilmektedir. Bu nedenle VCO, daha yüksek frekanslarda çalışmalıdır. f R Phase Cmparatr Lwpass Filter VCO f O =f L +Nf R Mixer f L N f O -f L Fig frekans düşürme çevrimi kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörü. 15-4

5 Transfer Fnksiynu ve Geçici Cevap(Transient Respnse) Transfer fnksiynun yada geçici cevabın analizi, frekans sentezörü tasarımında önemli bir tekniktir. Fig de gösterilen temel frekans sentezörü yapısının blk diyagramında belirtildiği gibi, her blğun karakteristiği kendi transfer fnksiynu ile ifade edilir. f R θ R (s) Phase Cmparatr Ve(s)=Vd(s)F(s) θ(s)=kve(s)/s Lwpass K D F(s) Filter VCO K f f N Vd(s)=K D [θ R (s)-(θ(s)/n)] θ N (s)=θ(s)/n N Fig Frekans sentezörünün transfer fnksiynu. Fig de θ R, referans işaretin fazını, θ, VCO çıkış işaretinin fazını göstermektedir. Faz karşılaştırıcısının çıkışı, bu iki fazın farkının çevrim kazancı K D ile çarpımına eşittir ve aşağıdaki gibi ifade edilebilir; V d = KD( θr θ N ) = KD θ θ faz hatasından kaynaklanan V d gerilimi, alçak geçiren filtreden geçer ve böylelikle istenmeyen yüksek frekans bileşenleri süzülür. VCO çıkış frekansı, LPF çıkış gerilimi V e ve çevrim kazancı K ile belirlenir. ω = K V e ω yerine dθ / dt yazarsak aşağıdaki denklemi elde ederiz. d θ / dt = K V e Yukarıdaki denklemin Laplace dönüşümünü alalım. L( dθ / dt) = sθ ( s) = K V ( s) e Bu nedenle, θ ( s) = ( K. V ( s)) s şeklinde elde edilir. Kısaca, VCO çıkış e / fazı, kntrl gerilimi V e değerinin bir tam sayı ile çarpımıyla dğru rantılıdır. 15-5

6 Fig de bulunan blkların Laplace dönüşümleri aşağıdaki gibi ifade edilebilir; [ θ ( s) θ ( )] V ( s) = K s d D V ( s) F( s). V ( s) e = R d [ K. V ( s) ] s θ ( s) = e / [ ( s) ] N θ N ( s) = θ / N Frekans sentezörünün transfer fnksiynu aşağıdaki gibi ifade edilebilir; θ( s) H ( s) = θ ( s) R = KK s + K K D D F( s) F( s) / N H(s), alçak geçiren filtrenin(lpf) transfer fnksiynu F(s) e bağlıdır. Uygulamada genellikle iki çeşit alçak geçiren filtre kullanımı söz knusudur. Fig ve Fig da sırası ile tip I ve tip II RC alçak geçiren filtre yapıları gösterilmiştir. Fig Tip I RC alçak geçiren filtre. 15-6

7 Fig Tip II RC alçak geçiren filtre. Tip I alçak geçiren filtresinin transfer fnksiynu aşağıdaki gibi ifade edilebilir; V F( s) = V ut in 1 = 1+ sτ τ = RC. Fig deki RC alçak geçiren filtresi frekans sentezöründe çevrim filtresi larak kullanılacak lursa, frekans sentezörünün transfer fnksiynu aşağıdaki gibi ifade edilebilir. H ( s) = 1 s KKD N( ) Nτ s KK + + τ Nτ D Damping ranı d yi yukarıdaki denkleme skarsak aşağıdaki denklemi elde ederiz; θ( s) H1( s) = θ ( s) i = s Nw + dw n n + w n KK D wn = ve Nτ d = 1 N K K Dτ şeklindedir. Çevrim filtresini Fig daki RC alçak geçiren filtre ile değiştirirsek, çevrim filtresinin transfer fnksiynu aşağıdaki gibi verilebilir; 1+ τ s F ( s) = 1+ s( τ + τ ) 1 τ R 1 C ve τ C şeklindedir. Sentezörün transfer fnksiynu 1 = = R 15-7

8 aşağıdaki gibi lur; H ( s) = Nwn (1 + τ s) s + dw s + w n n KKD wn = N ( τ + ) şeklinde lur. 1 τ d = 1 ( N + KKDτ ) K K ( τ + τ ) D 1 Frekans sentezörün H(s) transfer fnksiynu ikinci dereceden bir fnksiyndur. Herhangi diğer ikinci dereceden sistemlere benzer larak, zaman gecikmesi giriş ve çıkış arasına yerleştirilmiştir. Ve ayrıca çıkışta da versht meydana gelebilir. Fig da gösterilen frekans sentezörün step cevabına bakalım. f N, giriş frekansındaki step değişimlerini izleyen ideal çıkış frekansını göstermektedir. f ise çıkış frekansının pratikteki cevabını göstermektedir. Fig Frekans sentezörünün geçici cevabı. Çevrim fitresi, sentezör için iki parametreyi belirler. Bunlar, turma süresi ya da çevrimin ne kadar zamanda rtalama bir değere gittiği ve diğeri de damping ya da çevrimin yeni değişimler karşısında silasyna girmemesi veya haddinden fazla versht luşturmamasıdır. Eğer çevrim filtresi Fig. 15-9(Tip II) da gösterilen RC alçak geçiren filtre ise, çevrimin turma süresi R1 ve C1 ile luşturulur. R1C1 zaman sabitinin çk uzun lması, çevrimin girişteki hızlı frekans değişimleri karşısında yavaş kalmasına sebep lur. R1C1 zaman sabitinin çk küçük lması, VCO çıkışının sert çıkışlar luşturmasına sebep lacaktır. Damping, R1 / R ranı ile belirlenir. Küçük ya da sıfır R değeri (Tip I) çevrimi zıplatır, versht atmasına ve hatta silasyna girmesine sebep lur. Çk büyük R değeri, çevrimin turmasını çk uzatır ve yeni frekans girişlerini geç kumasına sebep lur. 15-8

9 Fig Fig deki alçak geçiren filtre kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörünün geçici cevabı. Fig de çevrim filtresi larak Fig deki RC alçak geçiren filtre kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörünün nrmalize edilmiş geçici cevabı gösterilmektedir. Fig de çevrim filtresi larak Fig daki RC alçak geçiren filtre kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörünün nrmalize edilmiş geçici cevabı gösterilmektedir. Fig Fig daki alçak geçiren filtre kullanılarak gerçekleştirilen frekans sentezörünün geçici cevabı. 15-9

10 Pratik Devre Tanımlaması Fig , PLL frekans sentezörü mdülü üzerindeki tüm devre yapısını göstermektedir. Devre aşağıdaki bölümlerden luşmaktadır; 1. Referans frekans kısmı.. PLL kısmı. 3. N-bölücü kısmı a bölücü kısmı. 5. Ofset OSC kısmı. 1. Referans frekans kısmı Referans frekans bölümü, bir referans kristal silatöründen ve bir de frekans bölücüden luşmaktadır. 1-MHz quartz(x TAL1) ve NOT kapısı(u4a, 74HC04) hassas silatör yapısını luşturur. Üç tane BCD sayıcısı(u1-u-u3, 74LS90), 1000 e bölücü yapısını luşturmak üzere bağlanır. Referans silatörün çıkışı, NOT buffer yapıları(u4b ve U4c) aracılığı ile 1000 e bölücü yapının girişine bağlanır. U1 QA da ki bölücünün çıkış işaret frekansı bu nedenle 1000kHz 1000=1kHz değerine eşittir. U QA da ki diğer çıkış frekansı ise 1000kHz 100=10kHz değerine eşittir. Ayrıca ekstradan JK flip-flp(u5a, 1/ 74LS76) yapıları bir ye bölücü luşturmaktadır ve Q da ki çıkış frekansı saat işaretinin ye ya da 1 e bağlanmasına göre f R =0.5kHz ya da 5kHz labilmektedir. Q1 tranzistörü, U5a yapısının TTL çıkışı ile U6 nın CMOS girişi arasında bir arayüz luşturmaktadır

11 Fig KL Mdülü.. PLL kısmı PLL devresi, bir faz karşılaştırıcı, kilitlenme göstergesi, VCO ve alçak geçiren filtreden luşmaktadır. U6(CD4046), iki adet faz karşılaştırıcısı ve bir VCO yapısından luşmaktadır. U6, PLL yapısının kalbini luşturmaktadır. CD4046, iki lası faz karşılaştırıcısına sahiptir. Bir tanesi, Exclusive-OR sistemi lup iyi gürültü perfrmansına sahiptir ancak harmnik duyarlıdır. 3. ve 14. pinlerin her ikisine de kare dalga bağlı lması gerekmektedir. Dar bir frekans aralığına sahiptir. Diğer faz karşılaştırıcı ise ljik bir frekans/faz karşılaştırıcısıdır. Geniş bir frekans aralığında çalışmaktadır (1000:1 ya da daha büyük). Girişte herhangi duty cycle değerindeki işareti kabul eder ve harmnik duyarlı değildir. Diğerine göre biraz daha zayıf gürültü eliminasynuna sahiptir. Bu geniş bandlı faz 15-11

12 karşılaştırıcısı PLL kısmında kullanılmaktadır. Faz karşılaştırıcısının iki giriş işareti şunlardır; (1) TP4 deki, f R referans işareti ve () TP8 deki, prgramlanabilir bölücü çıkışından gelen fn geri besleme işaretidir. Geniş bandlı faz karşılaştırıcısı, çevrim filtresi için pin 13 de tri-state örnekle ve tut çıkışı sağlamaktadır. Eğer giriş frekansı VCO frekansından daha yüksek ise, kararlı bir high çıkışı elde edilir. Eğer VCO frekansından düşük ise, kararlı bir lw çıkışı elde edilir. Eğer iki frekans hemen hemen aynı ise, faz karşılaştırıcı, faz farkı kadar bir darbe çıkışı üretir. Eğer bu darbe pzitif ise, VCO fazını lag etmek için, eğer darbe negatif ise, VCO fazına lead etmek için görev görür. Fig de bu durum gösterilmiştir. Eğer referans işaret geri besleme işaretini lead ederse, faz karşılaştırıcı bir high darbesi üretir ve bu darbe C8 kapasitesini dldurur. Eğer referans işaret fazı, geri besleme işaretinin arkasından lag ediyrsa, faz karşılaştırıcısının çıkışı lw darbesidir ve C8 kapasitesini bşaltır. Eğer bu iki darbe tam larak birbirine eşit ise, faz karşılaştırıcısının çıkışı yüksek empedans görevi görür ve C8 kapasitesinin yükü aynen tutulur. Çevrim filtresi, R6, R7 dirençleri ve C8 kapasitesinden luşur. Filtre iki parametreyi belirler; (1) turma süresi ya da çevrimin ne kadar zamanda rtalama bir değere gittiği ve diğeri de () damping ya da çevrimin yeni değişimler karşısında silasyna girmemesi veya haddinden fazla versht luşturmamasıdır. Çevrimin turma zamanı, R6 ve C8 ile belirlenir. RC zaman sabitinin çk uzun lması, çevrimin girişteki hızlı frekans değişimleri karşısında yavaş kalmasına sebep lur. RC zaman sabitinin çk küçük lması, VCO çıkışının sert çıkışlar luşturmasına sebep lacaktır. Çevrimin damping ranı R6 nın R7 ye ranı ile belirlenir. Küçük ya da sıfır R7 değeri çevrimi zıplatır, versht atmasına ve hatta silasyna girmesine sebep lur. Çk büyük R7 değeri, çevrimin turmasını çk uzatır ve yeni frekans girişlerini geç kumasına sebep lur. 15-1

13 Fig Faz karşılaştırıcı dalga şekilleri. PLL kilitli lduğu sürece, U6 nın 1. pini high seviyesi üretir. Bu high seviyesi ile Q tranzistörü iletimde kalır ve kilitlenme göstergesi LED1 aktif lur. Diğer taraftan, eğer PLL kilitli durumda değil ise U6 nın 1. pini çıkışında lw seviyesi gözükür ve bu durumda Q iletimde değildir, LED1 göstergesi de aktif durumda değildir. VCO frekansının ekstrem uçları 6. ve 7. pinler arasındaki C4, C5 ya da C6 kapasiteleri, 11. pindeki maksimum frekans direnci(vr) ve 1. pindeki minimum frekans direnci(vr1) ile belirlenir. Denklemler ile aşağıdaki gibi ifade edilebilir; 15-13

14 f MIN = 1/ VR( C4 ~ pf) f = 1 / VR1( C4 ~ pf) + MAX f MIN f = ( f f ) / MIN MAX f MAX -f MIN, VCO nun kilitlenme ya da yakalama aralığı larak adlandırılır. 3. N kısmı VCO çıkış işareti, Q4 seviye kaydırıcı ile prgramlanabilir kaskat bölücüye(u10, U9, U8, SN7419) bağlanır. Q4 seviye kaydırıcı, CMOS seviyesini(vco utput), TTL seviyesine(bölücü girişi) çevirir. Her SN7419 synchrnus up/dwn decade sayıcı, bir aşağıya sayıcı larak kullanılır. SN7419 nin çıkışları thumbwheel BCD çıkışları ile resetlenir ve giriş işareti yüklenir. Yük kntrl girişinde(pin 11) bir lw(0) seviyesi mevcut lduğu zaman, BCD girişleri (pin 15, 1, 10 ve 9; thumbwheel BCD çıkışları) decade sayıcıya yüklenir. Giriş darbeleri dwn-cunt girişine(pin 4) ulaştığı zaman, sayıcı aşağı dğru sayar ve brrw utput(pin 13) cunter underflws larak bir darbe üretir. Örnek larak, üç aşağı sayıcı U8, U9 ve U10 sırası ile 100 ler, 10 lar ve 1 ler thumbwheel leri ile, 1 ve 3 ü resetler. Birler sayıcısı U10 nun 4. pinine gelen her giriş darbesi, sayıcı değerinde bir artışa neden lur. 13 giriş darbesinden snra, U8 in 13. pininde(brrw utput) bir çıkış darbesi gözükür. Brrw çıkış darbesi(lw), bu üç sayıcının yük girişlerine bağlanır. Böylelikle sayıcılara 13 değeri tekrar yüklenir ve daha snra sayma silsilesi tekrar tekrar devam eder. Bu örnekte, kaskat yapıdaki decaded cunter bir 13 bölücüsüdür. Fig , BCD thumbwheel in çalışma şeklini göstermektedir. Eğer thumbwheel, desimal fig. 5 e anahtarlanır ise çıkışlar C=A=1 ve D=B=0 dır. Bu nedenle BCD değeri 0101, SN7419 prgramlanabilir sayıcıya yüklenir. Prgramlanabilir bölücünün(u10-u9-u8) çıkış darbesi, bir JK flip-flp(u5b) aracılığı ile faz karşılaştırıcının girişine gönderilir. Sebep, darbe genişliğinin faz karşılaştırıcıyı sürmek için çk dar lmasıdır. Aynı sebep ile, bir JK flip-flp(u5a) referans frekans kısmına da eklenir

15 Fig BCD thumbwheel çalışma prensibi kısmı Ön bölücüsü lan bir frekans sentezörü, basit larak, prgramlanabilir bölücü girişine bir frekans bölücü(prescaler) eklenerek elde edilir. Ön bölücü kullanımı sentezörün f çıkış frekansının artmasını sağlamakta, ancak prgramlanabilir bölücü girişindeki frekansın tipik sentezörler ile karşılaştırıldığında aynı kalmasını sağlamaktadır. Fig deki decade sayıcı U7(SN7490), 10 değerinde bir ön bölücü larak görev görmektedir. Ön bölücünün kullanılması ile, frekans adımı f, 10 kat artacaktır. 5. Ofset OSC kısmı Fig e bakınız. D flip-flp(u11, SN7474), bir mixer larak görev görmektedir. Eviriciler(U1) ve kristal(x TAL) bir lkal silatör luşturmaktadır ve bu lkal silatörün çıkışı mixer in D girişine bağlanmaktadır. VCO çıkış frekansı f, mixer ile daha düşük bir frekansa kaydırılmakta ve böylelikle prgramlanabilir bölücü girişine uygun hale getirilmektedir. Mixer in çıkış işaret frekansı şu şekilde hesaplanabilir; f ut = f f L f L, lkal silatör frekansıdır

16 15.3 GEREKLİ EKİPMANLAR 1. KL-9001 Mdülü. KL Mdülü 3. Osilskp 15.4 DENEYLER VE KAYITLAR Deney 15-1 Tipik Frekans Sentezörü 1. Tipik bir frekans sentezörünü luşturmak için, aşağıdaki devre kısımlarına ihtiyaç duyulur. (1) Referans frekans kısmı () PLL kısmı (3) N bölücü kısmı Bu kısımları, PLL frekans sentezörü mdülü üzerine yerleştirin.. Referans frekans ölçümü. (1) Pzisyn ye bir jumper yerleştirin. () Osilskp kullanarak, dalga şekillerini ve test nktalarındaki frekansları ölçün ve Tabl 15-1 e kaydedin. 3. VCO giriş gerilimine karşılık çıkış frekansının ölçülmesi. (1) Jumper ı pzisyn den kaldırın. Devreyi kapatın ve DMM kullanarak VR1 i 10KΩ ve VR yi 1.4MΩ a ayarlayın. () Jumper ları 3 ve 4 pzisynlarına yerleştirin. Osilskpun CH1 IN girişini, Çıkış terminaline (VCO OUT) bağlayın. KL-9001 üzerindeki 0-15VDC beslemeyi TP6(VCO IN) ya bağlayın. Farklı DC gerilimler için frekansları ve dalga şekillerini ölçün ve Tabl 15- ye kaydedin. (3) Fig üzerine, Tabl 15- deki snuçlara göre VCO gerilim frekans karakteristiğini çiziniz. (4) Pzisyn 7(VR bağlı) üzerine bir jumper bağlayın. () ve (3) adımlarını tekrar edin. Tabl 15-3 e snuçları kaydedin. Fig üzerine karakteristiği çiziniz. 4. Faz karşılaştırıcısının işaret frekanslarının ölçülmesi. (1), 3, 6, 7 ve 11 pzisynlarına jumper yerleştiriniz. () Tabl 15-4 deki farklı BCD thumbwheel değerleri için TP4, TP8 ve OUT daki frekansları ölçün ve Tabl 15-4 e kaydedin. (3) 3 pzisynundaki jumperı kaldırıp 4 pzisynuna yerleştirin. () adımını tekrarlayın

17 (4) 4 pzisynundaki jumperı kaldırıp 5 pzisynuna yerleştirin. () adımını tekrarlayın. 5. Prgramlanabilir bölücünün ölçülmesi. (1), 3, 6, 7 ve 11 pzisynlarına jumper yerleştiriniz. () Tabl 15-5 deki farklı BCD thumbwheel değerleri için TP7(fut), TP8 ve U10 pin4(fin) üzerindeki frekansları ölçün ve Tabl 15-5 e kaydedin. fin değerinin fut değerine ranını hesaplayın ve Tabl 15-5 e kaydedin. (3) 3 pzisynundaki jumperı kaldırıp 4 pzisynuna yerleştirin. () adımını tekrarlayın. (4) 4 pzisynundaki jumperı kaldırıp 5 pzisynuna yerleştirin. () adımını tekrarlayın. 6. Frekans sentezörünün geçici cevabının ölçülmesi. (1), 5, 6, 7 ve 11 pzisynlarına jumper yerleştiriniz. () Osilskp girişini TP6 ya bağlayınız. Tabl 15-6 daki giriş frekansındaki her ani değişim için frekans sentezörünün geçici cevap eğrisini ölçün ve kaydedin. Tabl 15-6 daki her geçiş için turma süresini ölçün ve kaydedin. Giriş frekansında ani bir değişim üretmek için, örnek larak 300kHz den 400kHz e, ilk larak BCD değerini 300(300kHz) e ayarlayın ve daha snra aniden yüzlük thumwheel i 4(400kHz) e anahtarlayın. (3) TP6 ve tprak arasına 10µF kapasite bağlayın. () adımını tekrarlayın ve snuçları Tabl 15-7 ye kaydedin. TP7(fut): 15-17

18 Deney 15- Ön Bölücü kullanarak Frekans Sentezörü 1., 3, 6, 7, 8 ve 1 pzisynlarına jumper yerleştirin. Bu işlem, Fig de gösterildiği gibi ön bölücü kullanılarak bir frekans sentezörü gerçeklenmesini sağlar. f R =0.5KHz ve P=10 larak ayarlayın.. Tabl 15-8 deki farklı BCD thumbwheel değerleri için OUT, U7 pin1 ve U7 pin1 üzerindeki işaret frekansını ölçün ve kaydedin. 3. U7 pin1 işareti ile OUT u karşılaştırın. U7 pin1 işaretinin faz kaymalarını Tabl 15-8 e kaydedin. 4. U7 pin1 işareti ile OUT u karşılaştırın. U7 pin1 işaretinin faz kaymalarını Tabl 15-8 e kaydedin pzisynundaki jumperı kaldırıp 4 pzisynuna yerleştirin. den 4 e kadar lan adımları tekrarlayın pzisynundaki jumperı kaldırıp 5 pzisynuna yerleştirin. den 4 e kadar lan adımları tekrarlayın. Deney 15-3 Frekans Çevirici kullanarak Frekans Sentezörü 1., 5, 6, 7, 10 ve 13 pzisynlarına jumper yerleştirin. Bu işlem, Fig da gösterildiği gibi frekans çevirici kullanılarak bir frekans sentezörü gerçeklenmesini sağlar. f R =0.5KHz ve f L =1MHz larak ayarlayın.. Osilskp yada frekans sayıcı kullanarak, TP9 üzerinden lkal silatörün çıkış frekansını ölçün ve kaydedin. Ölçülen frekans f L = 3. Tabl 15-9 deki farklı BCD thumbwheel değerleri için OUT(f ), ve U11 pin5 üzerindeki frekansları ölçün ve kaydedin. 4. U11 pin5 üzerindeki frekans, çıkış frekansının lkal silatör frekansı farkına f -f L eşit lmalıdır

19 Tabl 15-1 Referans frekans ölçümü. Test Nktası Frekans Dalga Şekli TP TP1 U pin1 U1 pin 1 TP

20 Tabl 15- VCO giriş gerilimi - çıkış frekans karakteristiği TP6 Giriş DC Gerilimi (V) OUT Çıkış Dalga Şekli&Frekans (KHz)

21 Tabl 15-3 VCO giriş vltajı vs çıkış frekans karakterleri(vr bağlı) TP6 Giriş DC Gerilim (V) OUT Çıkış Dalga Şekli&Frekans (KHz)

22 Çıkış Sinyal Frekansı (khz) Giriş Vltajı (V) Fig Çıkış frekansı giriş gerilimi karakteristiği. Çıkış Sinyal Frekansı (khz) Giriş Vltajı (V) Fig Çıkış frekansı giriş gerilimi karakteristiği. 15-

23 Tabl 15-4 Faz karşılaştırıcı frekansları. Jumper Setting TP4 TP8 Çıkış Pzisyn Değeri Frekansı Frekansı Frekansı

24 Tabl 15-5 fin/fut ölçümü. Jumper Pzisyn Setting Değeri U10 pin4 Frekansı (fin) TP7 Frekansı (fut) Calculated fin/fut TP8 Frekans

25 Tabl 15 6 Frekans sentezörünün geçici cevabı. Giriş Frekansı (KHz) Geçici Cevap (transient respnse) Oturma Süresi 100 t t t t t t

26 Tabl 15-7 Frekans sentezörünün geçici cevabı(10µf bağlı) Frekans Değişimi Geçici Cevap Oturma Süresi (KHz) 100 t t t t t t

27 Tabl 15-8 Ön bölücü kullanarak frekans sentezörü Jumper Setting OUT U7 pin1 U7 pin1 Pzisynu Value Frekansı Frekans & Faz Frekans &Faz

28 Tabl 15-9 Frekans çevirici kullanarak frekans sentezörü Setting Value OUT Frekansı U11 pin5 0Frequency

29 15.5 SORULAR 1. Referans frekansı ve prgramlanabilir bölücü kısımlarındaki JK flip-flp yapılarının(u5a, U5b) görevini tanımlayınız.. CD4046 da ki faz karşılaştırıcılarına giren işaretlerinin uyması gereken kşulları tanımlayınız. 3. PLL kısmındaki VCO nun frekans aralığı nedir? 15-9