Voltage Controlled Oscillator

Transkripsi

1 Vltage Ctrlle Oscllatr VCO aalah suatu slatr elektrk maa frekues keluaraya atur leh suatu tegaga put DC yag berka. Gambar berkut meujukka ragkaa asar ar VCO V DD L VCO ut D C Basc VCO Frekues slas tetuka leh L, D a C. De yag guaka aalah e aractr arcap. ebayaka e P juct bersfat sebaga arcap jka ber bas muur reerse bas bawah tegaga breakwya. Dega bas muur, e aka bersfat sebaga kapastr maa aerah ksg eplet reg meja elektrk. Dega megubah tegaga reerse yag berka, aka megubah lebar eplet reg sehgga efek kapastasya juga berubah. Akbatya, frekues resas ragkaa juga berubah. VCO sepert aalah tak stabl, sekt perubaha paa put aka megubah frekues keluaraya. Utuk tu perluka suatu mekasme seemka rupa sehgga keluara VCO meja stabl. Perhatka gambar berkut :

2 Jka utput VCO a suatu slatr krstal putka paa phase etectr, maa frekues a phase keua put sama, maka etektr tak meghaslka utput. Sebalkya, jka aa perbeaa phase, maka perbeaa tu kers meja suatu tegaga utput DC. Semak besar perbeaa phase/frekues, maka semak besar tegaga utput etektr. Tegaga utput etektr bsa putka paa VCO sehgga frekues keluara VCO aka bergerak meuju frekues slatr, a akhrya terkuc lck paa frekues slatr. Phase Lcke Lp PLL aalah suatu sstem umpa balk maa syal umpa balk guaka utuk meguc frekues a phase utput paa suatu frekues a phase syal put. Betuk syal put bsa berupa syal sus atau gtal. PLL guaka utuk flter, stesa frekues, ktrl kecepata mtr, mulas-emulas a beragam aplkas la. Phase Detectr Fs VCO V c Gambar. Dagram blk PLL

3 Gambar atas meujukka arstektur PLL. Detektr phase membagktka syal utput yag berupa suatu fugs bea atara phase keua syal put. Output etektr -flter a kmpe DC ar perbeaa syal putka paa suatu Vltage Ctrlle Oscllatr VCO. Syal umpa balk yag meuju etektr phase aalah frkues uput VCO bag ega. Tegaga ktrl VCO V c t memaksa VCO utuk megubah frekues utuk megurag perbeaa atara frekues put a frekues utput pembag frekues. Jka keua frekues tersebut cukup ekat, mekasme umpa balk PLL memaksa keua frekues put etektr phase meja sama, a VCO kuc, yatu : f f a frekues utput pembag frekues aalah f f / Frekues utput f f aalah kelpata kal ar frekues put. etka lp suah terkuc, maka aka aa sekt perbeaa phase atara keua put etektr phase. Perbeaa aka meghaslka tegaga DC paa utput etektr yag perluka leh VCO utuk mempertahaka lp tetap terkuc. emampua self-crrectg membuat PLL mampu utuk melacak perubaha frekues ar syal put. Retag frekues maa PLL tetap alam ks terkuc paa suatu syal put sebut lck rage. Capture rage aalah retag frekues maa PLL bsa melakuka peguca. Mel Lear PLL Walaupu PLL aalah bersfat -lear, tap bsa melka sebaga prat lear jka perbeaa phase atara put etektr phase aalah kecl. Dalam aalss lear, asumska bahwa utput etektr phase aalah suatu tegaga yag merupaka fugs lear ar perbeaa phase put etektr, yatu : V a - Dmaa a aalah phase syal put a syal umpa balk. aalah faktr peguata etektr phase Vlt/raa. VCO bsa melka sebaga prat lear maa frekues utputya bereas ar frekues free-rug c ega pertambaha frekues :

4 V c maa V c aalah tegaga put VCO a aalah faktr peguata VCO raa/etk lt. Frekues utput aalah : c c V c area frekues aalah turua terhaap waktu ar phase, peras VCO bsa jabarka sbb : t V c Output ar pembag frekues f aalah keluara VCO bag ega, atau karea phase aalah tegral ar frekues Utuk mel PLL, baga pembag bsa gat ega suatu skalar yag sama ega /. Dega asums, pemela PLL meja : - Σ Fs /s Gambar. Fs aalah fugs alh ar lw pass flter. Hubuga lear atara phase utput s a phase put s aalah s F s / s s F s / s G s G s /

5 Fugs alh yag sama meghubugka frekues put f s a frekues utput f s. Jka lw pass flter hlagka maka fugs alh aalah : s / s Yag ekuale ega fugs alh suatu LPF ega peguata c sebesar a bawth sama ega, maa PLL sebut sebaga lp re pertama, karea bsa jabarka ega persamaa fresal re pertama. Cth : Suatu pestesa frekues megguaka PLL utuk stesa syal MHz meja 5 Hz. Utuk meapatka utput sebesar 5 Hz, perluka pembag frekues sebesar : 6 /5 x 3 4 Yag selpka alam alur feeback meuju VCO. Jka tak aa flter yag guaka, fugs alh lp tertutup meja : / s / s s / la tpkal utuk aalah V/ra a la tpkal utuk peguata VCO utuk MHz aalah Hz/V. Dega la, fugs alh lp tertutup meja : π s π / 4 Bawth pestesa meja x /4 5 Hz.

6 Umumya, flter pasag utuk membuag kmpe frekues yag tak gka. Jka Fs aalah LPF seerhaa : L s s F Fugs alh lp tertutup : s s s s s s L ξ * Dmaa : L L ξ Persamaa * merupaka betuk umum ar fugs alh LPF re II. Magtue a steay state frequecy respse aalah : [ ] / / j ξ Da pergesera phase aalah : / ta j arg ξ Magtue a resps frekues ar fugs alh re II tujukka paa gambar berkut :

7 / Magtu PLL re II sebaga fugs frekues utuk beberapa la ampg rat Utuk la ξ,77, fugs alh meja resps Butterwrth re II maxmally flat. Utuk la ξ <,77, peguata megalam peakg alam kawasa frekues. la maksmum ar resps frekues M p sebaga fugs ampg rat bsa perleh ega meuruka erate persamaa magtu steay state. M p ξ ξ Da frekues p maa maksmum terja aalah p ξ Bawth 3 B bsa bsa turuka ega meyelesaka frekues maa magtu berla,77

8 4 h ξ 4ξ 4ξ Waktu yag perluka bag utput utuk ak ar meja 9 perse ar la akhr sebut rse tme t r. Rse tme terkat ega bawth sstem ega hubuga : t r, h Cth: Cth sebelumya aalah pestesa frekues ega π ra/s. Clse-lp bawth aalah π ra/s. Berapa la LPF yag guaka sehgga clse-lp system meekat flter re II Butterwrth Slus : Dega ampg rat,77 L L ξ,44 π Maka bawth LPF yag perluka aalah L π ra/s Bawth ar clse-lp system aalah : h ξ,77 L ½ 4,4 π ra/s Rse tme :, t r 49,4 x -3 s