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[geii] Synthétiseur de fréquence, pll...

Posté par
zondervan
07-02-09 à 18:26

Bonsoir tout le monde, je suis actuellement en 2ème année de mon dut geii et je bloque sur un excercice d'électronique, j'espère que je ne suis pas trop hors sujet sur ce forum mais je pense qu'il y a beaucoup de point commun entre physique et électronique bref voici mon problème :

On considère un synthétiseur de fréquence dont le schéma bloc est représenté sur la figure :  

[geii] Synthétiseur de fréquence, pll...

Désolé pour la qualité    

: veut dire diviser, -\ sont des filtres passe bas et /- sont des filtres passes hauts et les X sont des comparateurs.N varie de 1 à 9  

J'ai repris volontairement la notation de mon prof    

donc j'ai juste 2 questions à répondre :  

a) Quelle est la gamme de fréquences obtenues en V1(t) et V2(t)?  

alors pour moi, fe=f1/n donc f1=fe*n donc 10k <= fe <= 90k  

Cela me semble juste.  

Aprés pour v2(t), la mon prof ma dit que le produit de 2 signaux sinusodaux est la somme des cosinus avec les fréquences qui d'additionne et je soustrais je suis d'accord.  

donc pour moi :  

110 k < f2 < 190 k pour la somme  
et  
10k<f2<90k pour la soustraction puisque qu'on travaille en valeur absolue  

est ce juste?  

Puis autre question  

b) Quelle doit être la fréquence centrale du vco ajustée par éléments Rc?  

Donc aprés le 2 ème comparateur, nous avons un filtre passe haute de fc = 100k donc pour moi :  

10k<f2<90k est filtré et la pll est déverouillée  

110 k < f2 < 190 k passe dans la bande passante et la la pll est bouclée donc pour moi 100k + fvco est compris entre ces fréquences et pour moi, je ne sais comment l'expliquer, pour moi fco = 50 k Hz (la moitié) car aprés le deuxième comparateur, sa va faire 100k + fvco = 150kHz donc c'est une bonne fréquence.  


est ce juste?  

Je vous remercierai si vous pourriez m'apporter de l'aide merci

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
Marc35
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 19:37

Bonjour,
Pour f1, c'est exact.
Pour f2, la multiplication de V1 par V2 donne (théoriquement au moins) la somme et la différence de f1 et de 100 kHz.
Donc on obtient des fréquences qui vont de 110 kHz à 190 kHz pour la somme et de 10 kHz à 90 kHz pour la différence.
Le filtre passe-haut élimine les fréquences dues à la différence (10 kHz à 90 kHz).
Donc la fréquence de sortie va de  110 kHz à 190 kHz.
Pour la fréquence centrale, en toute rigueur, il est difficile de répondre à cette question parce qu'on ne connaît pas les caractéristiques du comparateur de phase d'entrée.
Mais on peut dire que la fréquence centrale doit être à la moitié de la gamme de fréquence (10 + 90)/2 = 50 kHz, sans énorme risque de se tromper... parce que la sortie du comparateur de phase (qui est un multiplieur) est égale à (1/2)cos donc négative et positive...

Posté par
zondervan
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 20:15

Merci d'avoir répondu donc ce que j'ai fais semble être juste?

Posté par
zondervan
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 20:17

par contre, pourrez tu m'expliquer ce que tu entends par "parce que la sortie du comparateur de phase (qui est un multiplieur) est égale à (1/2)cos donc négative et positive..."?

merci

Posté par
Marc35
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 20:35

Quand on met deux fréquences différentes sur un multiplieur (anneau de diodes par exemple), il fournit, au moins en théorie, la somme et la différence des fréquences (dans la "vraie vie", il y autre chose mais peu importe).
Si les deux fréquences sont égales (ce qui arrive quand le PLL est verrouillé), on obtient toujours la somme et la différence. La somme fait le double de la fréquence et la différence a pour fréquence 0.
Il suffit de faire le calcul :
cos(t) . cos(t+)
ou
cos(t+1) . cos(t+2)
La "composante continue" est (1/2) cos

Posté par
zondervan
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 20:42

Ok merci de ton aide

Posté par
Marc35
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 07-02-09 à 23:14

Cette "composante continue", c'est elle qui fait fonctionner le PLL d'ailleurs...

Posté par
zondervan
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 08-02-09 à 15:39

Ok d'ailleurs si j'ai bien compris, au repos, quand la boucle est déverouillé, la pll fonctionne à cette fréquence? et en sortie de la pll, on retrouve 50khz et donc 150 kHZ a la fin de ce schéma ?

Posté par
Marc35
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 08-02-09 à 21:11

Non, le PLL fonctionne à cette fréquence si la boucle est verrouillage de phase est ouverte. Il n'y alors plus de tension de commande (= 0) sur le VCO.
Si la boucle du PLL n'est pas verrouillée, cela veut dire que la fréquence du VCO divisée par N ne peut pas être égale à la fréquence d'entrée de 10 kHz.
A la sortie du comparateur de phase, il y a des sinusoïdes qui correspondent à la somme et à la différence des deux fréquences (en théorie au moins). Le filtre passe-bas laisse passer la différence (si elle n'est pas trop élevée en fréquence). Le VCO change de fréquence continuellement en balayant toute sa plage de fréquences, à la recherche du verrouillage.

Posté par
zondervan
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 08-02-09 à 21:55

Pour moi déverouillé voulait dire boucle ouvert je crois que je m'embrouille un peu, comment la pll peut-elle être déverouillée ou verouillée?

merci

Posté par
Marc35
re : [geii] Synthétiseur de fréquence, pll... 09-02-09 à 11:08

La boucle PLL peut être fermée et non verrouillée. Il y a même des comparateurs de phase qui ont une indication de verrouillage.
Il peut y avoir plusieurs raisons pour lesquelles une boucle à verrouillage de phase ne se verrouille pas. Il suffit d'essayer d'en faire une pour s'en rendre compte ...
Cet exercice ne constitue que le b-a ba de la boucle à verrouillage de phase, le principe de base élémentaire.
L'étude du verrouillage d'une boucle est mathématiquement assez complexe.
Cela dépend également des caractéristiques du comparateur de phase (ce n'est pas obligatoirement un anneau de diodes (mélangeur en anneau)), du filtre passe-bas, de l'ampli (presque obligatoire) après le filtre passe-bas, des caractéristiques du VCO.
Un comparateur de phase avec un mélangeur en anneau fournit (1/2)cos lorsque la boucle est verrouillée, étant constant sinon c'est cos(t) si la boucle n'est pas verrouillée.
Ce (1/2)cos est une tension à la sortie du comparateur de phase qui permet à la boucle de se verrouiller. Autrement dit, avec la boucle verrouillée, les deux tensions sur l'entrée du comparateur de phase sont en général déphasées, sauf pour la fréquence centrale pour laquelle = 0.
Il ne suffit pas de mettre un comparateur de phase avec une tension de référence, un filtre passe-bas, un VCO, un diviseur pour que ça fonctionne... Il y a déjà à adapter les divers éléments entre eux électroniquement parlant. Par exemple, rien ne dit que la tension fournie par le comparateur de phase aura la bonne amplitude pour commander le VCO. C'est d'ailleurs le cas en général, la tension est trop faible pour commander le VCO directement.
D'autre part, la sortie du VCO (analogique en général) n'est pas forcément adaptée pour attaquer directement un diviseur qui est un circuit numérique.
La sortie du diviseur (circuit numérique) n'est pas forcément très adaptée pour l'entrée du comparateur de phase si celui-ci est analogique (mélangeur en anneau).
Un PLL, ce n'est pas simple en général.

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