3 CHƯƠNG GIẢI PHÁP TÁI CẤU HÌNH CHO BỘ TỔ HỢP TẦN
3.5.3 Mô phỏng đánh giá thời gian khóa khi ICP thay đổi
Kết quả mô phỏng bộ THTS với tham số dòng ICP thay đổi từ 2 µA đến 120 µA, và điện trởRz thay đổi đểđảm bảo giá trịඥܫܴ௭ = ܿ݊ݏݐ.
Hình 3.27. Điều hưởng với dòng ICP bằng 2; 4; 6 (µA).
Hình 3.27 cho thấy tốc độ khóa rất chậm, tần sốđược khóa sau 1,4 µs.
Hình 3.28. Điều hưởng với dòng ICP bằng 7; 8; 9 (µA).
Hình 3.29. Điều hưởng với dòng ICP bằng 16, 18, 20 (µA).
Khi ICP bằng khoảng 20 µA, tốc độ khóa tỷ lệ thuận ICP, nhưng mạch có dấu hiệu mất ổn định sau khi khóa.
Hình 3.30. Điều hưởng với dòng ICP bằng 28, 30, 32 (µA). Khi dòng ICP bằng khoảng 30 (µA), mạch mất ổn định sau một thời gian.
Điều hưởng với dòng ICP bằng 60 (µA), thời gian khóa là 0,36 µs. Điều hưởng với dòng ICP bằng 120 (µA) thời gian khóa là 0,20 µs.
So sánh kết quả mô phỏng thời gian khóa tổng cộng với tính toán lý thuyết như Hình 3.32.
Hình 3.32. So sánh thời gian khóa lý thuyết và mô phỏng
Kết quả mô phỏng cho thấy có sự sai khác nhỏ giữa thời gian khóa tính toán lý thuyết và thời gian khóa mô phỏng khi dòng ICP thay đổi. Điều này có thể giải thích được vì mô hình tính toán bộ PLL bậc 3 được xây dựng gần đúng từ mô hình bộ PLL bậc 2.
Trên cơ sở đường đặc tuyến từ Hình 3.32, thuật toán điều khiển sẽ xác định được thời gian chuyển tối ưu khi chuyển từ giai đoạn điều hưởng sang giai đoạn giữ ổn định. Việc chọn lựa được đúng thời điểm chuyển mạch là rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian khóa tổng cộng.
Thời gian điều hưởng khi sử dụng thuật toán điều khiển:
2.00E-07 2.00E-06
0.00E+00 2.00E-05 4.00E-05 6.00E-05 8.00E-05 1.00E-04 1.20E-04 1.40E-04
T h ờ i g ia n đ i ề u h ư ở ng th ự c t ế v à lý th uy ế t (g iâ y) Dòng bơm điện tích Icp (Ampe)
Thời gian điều hưởng lý thuyết Thời gian điều hưởng mô phỏng
So sánh thời gian khóa tối ưu với thời gian khóa với các thời điểm chuyển mạch khác nhau. Việc xác định chính xác thời điểm chuyển mạch là quan trọng. Hình 3.33 mô phỏng phản ứng của mạch khi chuyển mạch chậm tại thời điểm 5,6 µs. Giai đoạn khóa nhanh đạt được trạng thái khóa tại 0,3 µs. Tuy nhiên nếu không chuyển sang trạng thái giữ, mạch có xu hướng mất ổn định, đến thời điểm 5,6 µs, mạch chuyển sang trạng thái khóa chuẩn, kéo tần sốđầu ra về trạng thái khóa, và đạt được khóa tại thời điểm 0,7 µs.
Hình 3.33. Khi chuyển mạch quá trễ, thời gian khóa tổng cộng là 0,7µs Hình 3.34 mô phỏng phản ứng của mạch khi chuyển mạch sớm tại 0,13 µs. Khi đó mạch khóa nhanh chưa đưa tần sốđầu ra về trạng thái khóa, nhưng đã chuyển sang mạch khóa chuẩn, tần sốđược khóa tại thời điểm 0,6 µs.
Hình 3.35 mô phỏng phản ứng của mạch khi chuyển mạch đúng thời điểm tại 0,29 µs, khi mạch khóa nhanh vừa đưa tần số về trạng thái khóa, chuyển sang mạch khóa chuẩn để giữ ổn định tần số. Thời gian tổng cộng để khóa là 0,35 µs.
Hình 3.35. Chuyển mạch đúng thời điểm, thời gian khóa là 0,35µs
Như vậy có thể thấy việc xác định đúng thời điểm chuyển băng thông sẽ tối thiểu hóa thời gian điều hưởng tần số.
Hình 3.36. Nhiễu pha trong 3 trường hợp chuyển khóa
Hình 3.36 cho thấy nhiễu pha trong trường hợp chuyển mạch đúng thời điểm là tốt nhất. Khi chuyển mạch chậm mức tạp âm nền lớn, khi chuyển mạch nhanh, xuất hiện các spur tại 75MHz và 125MHz.