đặc trưng chuyển tần số sang ựiện áp của PLL

để hiểu rõ hơn nguyên lý hoạt ựộng của hệ thống PLL, ta xét ựặc tuyến truyền ựạt tần số- ựiện áp của vòng PLL như hình 3-10.

Hình 3-10: đặc tuyến truyền ựạt tần số- ựiện áp của PLL (hay cơ chế bắt và giữ của PLL)

Giả sử ở cửa vào của hệ thống có một tắn hiệu hình sin mà tần số của nó biến thiên chậm trong phạm vi toàn bộ dải tần, còn trên trục tung ghi các giá trị tương ứng của ựiện áp tắn hiệu sai số (V_d). Qua ựặc tuyến hình 3-10 ta nhận thấy rằng, vòng PLL không ựáp ứng với tắn hiệu vào cho tới khi tần số của nó ựạt giá trị f_l=| f_o- f_c | với f_c là tần số cắt của bộ lọc thông thấp. Tần số f₁ tương ứng với biên dưới của dải bắt. Tại f_i= f₁, vòng PLL khoá ựầu vào một cách ựột ngột gây ra một bước nhảy

∆fb f1 f0 f₂ f₄ f0 f₃ ∆f_g 2∆f_b 2∆f_g f f f_i Dải giữ chập Dải bắt chập Hướng quét tần số (a) (b)

khống chế Vd thay ựổi theo tần số với một ựộ dốc bằng sự nghịch ựảo của ựộ lợi VCO (tức là 1/A₀) và tiến ựến giá trị Ộ0Ợ tại f_i=f_o.

- Vòng còn bám theo (hay duy trì ựồng bộ) ựầu vào cho ựến khi tần số ựầu vào ựến f₂ tương ứng với biên trên của dải ựồng bộ hay dải giữ. Khi mà f_i > f₂, vòng PLL vượt ra ngoài dải ựồng bộ tức là PLL hết duy trì sự ựồng bộ, ựiện áp sai số ựột ngột trở về giá trị Ộ0Ợ và VCO trở lại Ộchạy tự doỢ ở tần số dao ựộng của nó.

- Nếu bây giờ tắn hiệu ựầu vào tần số biến thiên chậm theo hướng ngược lại thì chu trình hoạt ựộng ựược lặp lại như hình 3-10b, vòng bắt trở lại tắn hiệu tại f3 và giữ nó cho ựến tận f₄ với f₃ = | f_o+ f_c |.

Dải tần số giữa (f₁, f₃ ) và giữa (f₂, f₄ ) tương ứng với dải bắt và dải giữ ( hay ựồng bộ ) của hệ thống PLL :

+ Dải bắt 2∆f_b = f₃ - f₁ + Dải giữ 2∆fg = f4 - f2

Ở ựây , chúng ta nhận thấy rằng dải bắt là dải tần số mà tắn hiệu vào ban ựầu phải có tần số nằm trong phạm vi của nó ựể PLL có thể thiết lập ựược chế ựộ ựồng bộ. Còn khi chế ựộ ựã ở chế ựộ ựồng bộ thì hệ số VCO có khả năng bám theo tần số tắn hiệu vào trong một dải tần số lớn hơn, ựó là dải giữ hay dải ựồng bộ . Như vậy hệ thống PLL có sự chọn lọc tự nhiên về tần số trung tâm f0 mà tần số chạy của VCO phải bám theo và hệ thống PLL chỉ ựáp ứng với những tắn hiệu vào có tần số cách tần số trung tâm fo một khoảng không vượt quá ∆fb hay ∆fg (nếu như tình trạng ban ựầu của PLL ựã ở trong chế ựộ ựồng bộ ).

- Sự tuyến tắnh của ựặc tuyến truyền ựạt Tần số - Biên ựộ của hệ thống PLL ựược xác ựịnh duy nhất bởi ựộ lợi chuyển ựổi của VCỌ Như vậy, trong nhiều ứng dụng VCO yêu cầu có ựặc tuyến truyền ựạt ựiện áp - tần số tuyến tắnh caọ Dải bắt PLL phụ thuộc vào dải thông của bộ lọc (∆f_b=f_c), còn dải giữ phụ thuộc vào biên ựộ ựiện áp ựiều khiển V (t) và vào khả năng biến ựổi tần số của VCO