دانلود تحقیق طراحی و ساخت سانتریزی

مقدمه

موضوع این پروژه طراحی و ساخت گیرنده سینتی سایزری AM در محدوده فرکانسی  می باشد هدف از انجام این پروژه طراحی و ساخت یک گیرنده باند AM از نوع سینتی سایزری می باشد که در محدوده فرکانسی  تا  کار می کند که محدوده مجاز برای دریافت و ارسال باند AM در ایران و برخی از کشورها در این رنج می باشد انتخاب فرکانس در این گیرنده به صورت دیجیتالی می باشد و توسط کلیدهای down و up صورت می گیرد که step هر کانال KHZ10 است لذا در این فاصله  گیرنده دارای 110کانال است.

قسمت اصلی مدار گیرنده سینتی سایزری را حلقه قفل شده در فاز تشکیل می دهد. در فصل اول حلقه قفل شده در فاز توضیح داده شده است. و در فصل دوم حلقه قفل شده در فازی که در گیرنده سینتی سایزری مورد استفاده قرار می گیرد از نظر طرح و تئوری و عملی مورد بررسی قرار گرفته است.

فصل اول:

حلقه های قفل شده در فاز[1] PLL

1-1- نگاهی بر گذشته PLL:

مفهوم حلقه قفل شده در فاز ابتدا در سال 1930 مطرح شد. مفهوم حلقه قفل شده در فاز ابتدا در سال 1930 مطرح شد. از آن زمان این مفهوم در انواع مختلف سیستم های مخابراتی بویژه در سیستمهای مخابراتی ماهواره ای بکار رفته است. با این وجود تا چندی  پیش سیستمهای قفل شده در فاز آنقدر پیچیده و گران بودند که در بیشتر سیستمهای مصرفی و صنعتی قابل استفاده نبودند زیرا این سیستمها عملکرد معمولی دارند و روشهای دیگر برای آنها اقتصادی است اما PLL بویژه برای ساخت یکپارچه مناسب است و امروزه حلقه های قفل شده درفاز بصورت مدار مجتمع با قیمت های بسیار پایین ساخته می شوند و استفاده از آنهادر بسیاریاز کاربردهارایج شده است.

از IC های PLL می تواناز  نام برد که برگه مشخصات این IC های PLL در ضمیمه آمده است.

1-2-کاربردهای حلقه قفل شده در فاز:

حلقه فاز قفل شده مداری است که کاربرد بسیار وسیعی در مخابره اطلاعات از قبیل آشکار کننده‏های سیگنال، آشکار سازهای باند پهن، هماهنگ نمودن اطلاعات[2]، صافیهای ردگیر[3]دمدولاتورهای FM، دمدولاتورهای استریو، آشکار سازهای صدا، ترکیب کننده های فرکانس دارد.

1-3- مفاهیم حلقه قفل شده در فاز:

نمودار بلوکی سیستم حلقه قفل شده در فاز پایه را در شکل 1-1 ملاحظه می کنید.

شکل 1-1- سیستم فایل شده در فاز

عناصر این سیستم عبارتند از آشکار ساز فاز[4]، فیلتر حلقه، تقویت کننده، نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ (VCO)[5].

قلب یک مدار PLL مدار VCO آن می باشد. نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ یا VCO نوسان سازی است که فرکانس آن با ولتاژ خارجی اعمال شده به آن متناسب است.

وقتی حلقه روی سیگنال متناوب ورودی قفل می شود، فرکانس VCO دقیقاً با فرکانس سیگنال ورودی برابر می شود. آشکار ساز فاز یک سیگنال dc یا فرکانس پایین ایجاد می کند که با اختلاف فاز بین سیگنال ورودی و سیگنال خروجی VCO متناسب است.

آنگاه این سیگنال حساس به فاز از فیلتر حلقه و تقویت کننده عبور می کند و به ورودی کنترل VCO اعمال می شود. اگر مثلا فرکانس سیگنال ورودی کمی تغییر کند، اختلاف فاز بین سینگال VCO و سیگنال ورودی شروع به افزایش با زمان می کند. این امر، ولتاژ کنترل VCO راچنان تغییر می دهد تافرکانس VCO را به همان فرکانس سیگنال ورودی برساند. بدین ترتیب هنگام تغییر فرکانس سیگنال ورودی، حلقه می تواند وضعیت قفل شده را نگهدارد و ولتاژ ورودی VCO با فرکانس سیگنال ورودی متناسب است. این رفتار، PLL ها را بویژه برای مدولاسیون سیگنالهای FM مفید می سازد. در این کاربرد فرکانس سیگنال ورودی بر حسب زمان تغییر می کند و حاوی اطلاعات مورد نظر می باشد. به محدوده فرکانسی سیگنال ورودی که در آن حلقه می تواند در حالت قفل شده بماند، «محدوده قفل» گویند.

جنبه مهمی از کار PLL، عمل گیر انداختن است که در آن، حلقه از حالت قفل نشده آزاد گرد به حالت قفل شده روی فرکانس سیگنال می رود. در حالت قفل نشده، VCO با فرکانس متناظر با ولتاژ dc صفر در ورودی کنترل خود نوسان می کند. این فرکانس، فرکانس مرکزی یا فرکانس آزادگرد نامیده می شود. وقتی سیگنال متناوبی با فرکانس نزدیک به فرکانس آزاد گرد اعمال می شود،بسته به چنده عامل، ممکن است حلقه روی آن قفل شود یا نشود. عمل گیر انداختن، طبیعتاً غیر خطیاست و ما این حالت گذرا را تنها بطور کیفی شرح می دهیم.

ابتدا فرض کنید که حلقه بین فیلتر حلقه و ورودی کنترل VCO باز شده و سیگنالی به ورودی PLL اعمال شده باشد که فرکانس آن فرکانس آزاد گرد نزدیک ولی با آن مساوی نباشد. برای این بحث کیفی فرض می کنیم که آشکارساز فاز صرفاً یک ضرب کننده آنالوگ باشد که دو سینوسی را در هم ضرب می کند. بنابراین خروجی ضرب کننده-آشکارساز فاز- شامل مولفه هایی با فرکانس مجموع و تفاضل است و فرض می کنیم که فرکانس مجموع آنقدر بزرگ است که از فیلتر پایین گذر عبور نمی کند. پس خروجی فیلتر پایین گذر، یک کسینوسی است که فرکانس آن، تفاضل بین فرکانس آزادگرد VCO و فرکانس سیگنال ورودی است. اکنون فرض کنید که ناگهان حلقه بسته شود و موج سینوسی با فرکانس تفاضل به ورودی VCO وصل شود. این امر موجب می شود که فرکانس VCO خود تابعی سینوسی از زمان شود.

فرض کنید که فرکانس ورودی کمتر از فرکانس آزادگرد باشد. چون فرکانس VCO با زمان تغییر می کند، متناوباً به فرکانس سیگنال ورودی نزدیک و از فرکانس VCO با زمان تغییر می کند، متناوباً فرکانس سیگنال ورودی نزدیک و از فرکانس سیگنال ورودی دورمی شود. خروجی آشکارساز فاز تقریبا سینوسی است که فرکانس آن اختلاف بین فرکانسVCO و فرکانس ورودی است. وقتی فرکانس VCO از فرکانس ورودی دور می شود، این موج سینوسی به فرکانس بالاتری می رود. وقتی فرکانس VCO به فرکانس ورودی نزدیک می شود، این موج سینوسی به فرکانس پایین تری می رود. اگر تاثیر این امر را بر خروجی آشکارسازفاز امتحان کنیم می بینیم که فرکانس این شکل موج سینوسی با فرکانس تفاضل هنگامیکه دامنه نموی آن منفی است، کاهش می یابد و وقتی دامنه اش مثبت است، زیاد می شود. این امر موجب می شود که خروجی آشکار ساز فاز مطابق شکل 1-2-درطول عمر گیر انداختن نامتقارن باشد.

این عدم تقارن در شکل موج مولفه ای  dc در خروجی آشکارساز فازایجاد می کند که متوسط فرکانس VCO را به سمت فرکانس سیگنال ورودی انتقال می دهد و در نتیجه فرکانس تفاضل بتدریج کاهش می یابد. البته وقتی سیستم قفل می شود، فرکانس تفاضل صفر می شود و تنها یک ولتاژ dc در خروجی فیلتر حلقه باقی می ماند.

  خروجی نوع آشکار ساز فاز در طول گذر گیر انداختن

محدوده گیر انداختن حلقه، محدوده ای از فرکانس ورودی حول فرکانس مرکزی است که حلقه از حالت قفل نشده روی آن قفل می شود. زمان گیری اندازی، مدت زمانی است که حلقه برای گیر انداختن سیگنال لازم دارد. این دو پارامتر، هر دو به مقدار بهره حلقه و پهنای باند فیلتر حلقه بستگی دارند. هر فیلتر حلقه، حذف مولفه های تفاضل حاصل از تداخل سیگنالهای دور از فرکانس مرکزی است. همچنین این فیلتر هنگام شکسته شدن آنی قفل بدلیل حالت گذرای تداخلی شدید، مانند حافظه ای برای حلقه عمل می کند. بنابراین کاهش پهنای باند فیلتر حلقه، حذف سیگنالهای خارج از باند را بهبود می بخشد اما همزمان محدوده گیر انداختن را کوچکتر زمان اندازه گیری را طولانی تر و حاشیه فاز حلقه را خراب تر می کند.