Chip 4046 (K564GG1) for enheter med resonansoppbevaring - driftsprinsippet

Når du lager en kraftelektronisk enhet med resonansretensjon i LC-kretsen, er en resonanskontrollkrets designet for å synkronisere de mottatte svingningene med kontrollpulser som kommer fra driveren.

Oppgaven til denne kontrolleren er å holde resonanssvingninger i LC-kretsen ved å spennende den i tide med sine egne svingninger. For å oppnå dette, må kontrolleren motta et signal fra sløyfen fra kretsen som inneholder data om strømfrekvensen og fasen av frie svingninger i den, hvoretter, avhengig av disse dataene, opprettholder drivertrinnet i synkronisering med disse frekvensene og fasen, deretter resonansen i kretsen lagres automatisk.

For å bygge en slik kontroller er CD4046-brikken eller dens innenlandske motpart K564GG1 egnet. La oss se på enheten til denne mikrokretsen, formålet med konklusjonene og tilkoblingsskjemaet for monterte komponenter, for om nødvendig å forstå hva du har å gjøre med.

Denne brikken lar deg enkelt organisere en PLL - faselåst loop. For å bygge en PLL brukes tre nødvendige blokker som er plassert inne i mikrokretsen: en VCO - spenningsstyrt oscillator, en FC - fase komparator, og en LPF - lavpassfilter.

Innebygd i mikrokretsen genererer VCO en sekvens med rektangulære pulser med 50% dekning, det vil si en ren slynge hvis begynnelsesfrekvens avhenger av parametrene til to RC-kretser: R1C1 og R2C2 koblet til den utenfor mikrokretsen, og amplituden i dette tilfellet er nær forsyningsspenningen til mikrokretsen U +.

PLL-prinsippet for drift

Den eksterne inngangssignalfinnen tilføres mikrokretsen, faktisk, til en av inngangene til fasesammenliggeren FC (FC1 eller FC2 - utvikleren velger) inni den. En slingring produsert av VCO føres samtidig til den andre FC-inngangen. Som et resultat oppnås et rektangulært signal ved FC-utgangen, hvor pulsvarigheten avhenger av forskjellen mellom pulsen fra VCO og de eksterne pulser på hvert tidspunkt.

Faktisk er varigheten av utgangspulsene med FC proporsjonal med faseforskjellen til de to sammenlignede signalene. Faktum er at det eksklusive-ELLER-logiske elementet ofte brukes som en FC, dette betyr at ved FC-utgangen vil det være et høyt spenningsnivå bare hvis det er en forskjell mellom signalene, og hvis det ikke er noen forskjell, vil utgangen fra FC være lav spenningsnivå eller inaktiv tilstand.

Fra utgangen fra FC føres signalet til et lavpassfilter, som er en enkel RC-krets, på kondensatoren som en pulserende feilpasningsspenning oppnås, og krusningsnivået er proporsjonalt med forskjellen til de to signalene (fra den interne VCO og levert til mikrokretsen utenfra), faktisk - faseforskjellen .

Feilpasningsspenningen oppnådd ved LPF-kondensatoren blir umiddelbart matet tilbake til VCO-inngangen, og avhengig av dens gjennomsnittsverdi, vil VCO-frekvensen automatisk stilles inn slik at frekvensen av slynget ved sin utgang feil nærmer seg frekvensen til det eksterne signalet som kommer fra utsiden av mikrokretsen. Når du når en slik situasjon, vil gjennomsnittsspenningen over kondensatoren til lavpassfilteret være den minste - dette er et tegn på maksimal konvergens av de to signalene i frekvens og fase. Når signalet blir fanget, vil det fortsette å holdes av PLL-sløyfen.

Grensene for omorganiseringen av VCO

Som du allerede har forstått, er VCO-frekvensen i stand til å stille inn innenfor et visst område for automatisk innstilling. Dette området er satt av de eksterne komponentene av brikken. Og reaksjonshastigheten til PLL-systemet bestemmes av tidskonstanten til NPF (verdiene C2 og R3).Av denne grunn bør du nærme deg valget av monterte komponenter på brikken.

Forsyningsspenningen til mikrokretsen, kondensatoren C1, så vel som motstandene R1 og R2 bestemmer selvinnstillingsområdet for VCO-frekvensen inne i mikrokretsløpet. Motstand R2 forspenner minimumsfrekvensen fmin for VCO over null. Og forholdet mellom verdiene på motstandene R1 og R2 bestemmer forholdet mellom maksimale og minimale frekvenser - fmax / fmin, avstemmelig utgangssignal fra VCO.

Brikk innganger og utganger

Konklusjon 4 - signalutgang fra VCO, på den i arbeidsmodus meander. Denne utgangen kan brukes til å gi et signal til andre blokker av den designede enheten.

Pin 5 er ansvarlig for å slå VCO av og på. Når en høy spenning påføres denne utgangen, vil mikrokretsen slå seg av. Når du bruker et lavspenningsnivå (når du kobler pinne 5 til fellestråden) - vil mikrokretsløpet fungere i normal modus.

Konklusjon 6 og 7. Kondensatoren C1 er koblet til dem - dette er frekvensinnstillende kondensator til VCO.

Konklusjon 8 - den vanlige strømledningen til brikken.

Motstand R1 er mellom klemme 11 og fellestråden. Motstand R2 - mellom klemme 12 og fellestråden. Dette er frekvensinnstillingsmotstander. Motstand R3 for lavpassfilteret - til pinne 9 og pinne 2 eller 13 (forskjellen mellom dem vil bli diskutert senere), kondensatoren C2 til lavpassfilteret er mellom pinne 9 og felles ledning.

Pin 10 er utgangen fra repeaterforsterkeren. Spenningen på den under driften av mikrokretsen er feilpasningsspenningen som tilføres lavpassfilteret. Konklusjon 10 er utformet slik at feilpasningsspenningen, om nødvendig, lett kan isoleres uten å skvise LPF-kondensatoren. Til denne konklusjonen er det tillatt å koble en motstand med en motstand på mer enn 10 kOhm.

Konklusjon 15 - på den er katoden til den innebygde zenerdioden med en stabiliseringsspenning på 5,6 volt (stabiliseringsspenningen til denne zenerdioden kan være annerledes, avhengig av produsenten av brikken). Denne zenerdioden kan eventuelt brukes i strømkretsen til brikken.

Konklusjon 16 - pluss kraften til brikken.

Innganger og utganger fra fasesammenligninger FC1 og FC2

Slyngen fra utgangen fra VCO blir hentet fra terminal 4 og ført til terminal 3, koblet gjennom en forsterker-shaper til inngangene til fasesammenligningene FC1 og FC2. Om ønskelig kan signalet fra VCO eventuelt føres gjennom en frekvensdelere.

Inngang 14 er en signalinngang, og et inngangssignal mates til det, som det er nødvendig å synkronisere utgangssignalet ved utgangen fra VCO. Avhengig av arten av inngangssignalet, kan utvikleren velge hvilken av fasesammenligningene som skal brukes: FC1 eller FC2, og feste en lavpassfiltermotstand til den valgte komparatoren (til pinne 2 eller 13). Fase-komparatoren FC2 har en indikatorpinne 1, en høy nivå spenning vises på den når signalene maksimalt synkroniseres.

Det særegne ved FC1 er at det er et enkelt eksklusivt OR-logisk element, og kvaliteten på driften avhenger av parametrene til lavpassfilteret ved utgangen. Arbeidet begynner med sentrumsfrekvensen f0 = (fmax-fmin) / 2, det er mulig å fange harmonikkene i sentrumsfrekvensen. Den har høy støyimmunitet.

Det særegne ved FC2 er at den bare behandler de positive forskjellene i pulsen som blir levert til den, og derfor har ikke pulssens driftssyklus noen rolle. Arbeidet begynner med en minimumsfrekvens fmin, det er ingen mulighet for å fange harmonikkene i den sentrale frekvensen. Den har lav støyimmunitet. I lavpassfilteret kreves en kondensator med lav lekkasjestrøm. FC2 er bedre egnet for bruk i strømkretser med LC-resonans.

Valg av vedlegg

Som et lavpassfilter av lavpassfilteret er en motstand R3 og en kondensator C2 installert. For at PLL skal fungere riktig, må RC-tidskonstanten være titalls ganger større enn den omtrentlige PLL-innfangingsfrekvensen.

Som regel er fangstfrekvensen tilnærmet kjent for utvikleren, og derfor settes de først av frekvensens automatiske innstillingsområde: fmin og fmax. Det første nomogramet bestemmer verdiene R2 og C1 under hensyntagen til forsyningsspenningen til mikrokretsen og den nødvendige fmin.Deretter, i henhold til det andre nomogram, basert på det nødvendige forholdet fmax / fmin, er R1 valgt. Det er bedre å gi muligheten til å justere motstandene i kretsen.