سلام دوستان! امیدواریم حالتون خوب باشه. در این آموزش در مورد یک تراشه مهم به نام PLL یا حلقه قفل شده با فاز با شماره CD4046 بحث خواهیم کرد که دارای یک ورودی مقایسه کننده مشترک و یک تقویت کننده ورودی سیگنال مشترک بین یک نوسان ساز خطی با ولتاژ کنترل شده با ولتاژ پایین (VCO) و دو مقایسه فازهای مختلف است. همانطور که از نام PLL پیداست، حلقه ای است که در آن فاز سیگنال خروجی با فاز سیگنال ورودی با استفاده از یک آشکارساز فاز بین دو سیگنال مقایسه می شود.
آشکارساز فاز با این هدف عمل می کند که دو سیگنال را تنظیم کند و آنها را کاملاً در یک راستا با یکدیگر قرار دهد تا سیگنال هایی با اندازه یکسان تولید کنند.
معرفی CD4046
CD4046 یک حلقه قفل شده با فاز (PLL) است که با یک آشکارساز فاز برای مقایسه فاز سیگنال خروجی با سیگنال ورودی و تنظیم آنها به منظور ایجاد سیگنال‌های منطبق از هر دو طرف ارائه می‌شود.
این دستگاه دارای یک ورودی مقایسه کننده مشترک و یک تقویت کننده سیگنال ورودی مشترک بین یک نوسان ساز خطی کنترل شده با ولتاژ کم توان (VCO) و دو مقایسه کننده فاز مختلف است.
سیگنال ورودی را می توان به دو روش کار کرد: لایه بندی خازنی با تقویت کننده خود بایاس برای ایجاد یک سیگنال ولتاژ کوچک یا به طور مستقیم برای یک سیگنال ولتاژ بزرگ کوپل شده.
VCO (نوسانگر کنترل ولتاژ) بخشی جدایی ناپذیر از آی سی است که عمدتاً فرکانس نوسانی را بر اساس ورودی اعمال شده تولید می کند. فرکانس تولید شده سپس برای مدولاسیون فاز استفاده می شود.
این تراشه دارای دو مقایسه کننده فاز یعنی مقایسه کننده فاز I و مقایسه کننده فاز II است. آنها همچنین به عنوان آشکارسازهای فاز شناخته می شوند.
مقایسه کننده فاز I چیزی نیست جز یک گیت OR انحصاری (XOR) که تغییر فاز 90 درجه را در VCO ایجاد می کند.
توجه به این نکته مهم است که ورودی سیگنال و ورودی مقایسه کننده در 50% چرخه وظیفه (Duty Cycle) تنظیم شده اند که در آن فاز مقایسه کننده I می تواند فرکانس های ورودی را که با بزرگی فرکانس مرکزی VCO مطابقت دارند قفل کند.
به طور مشابه، فاز مقایسه کننده II به عنوان یک شبکه حافظه دیجیتال کنترل شده با لبه شناخته می شود و یک تغییر فاز 0 درجه را بین ورودی سیگنال و ورودی مقایسه نگه می دارد و سیگنال خطای قفل و دیجیتال را ارائه می دهد.
ویژگی های CD4046
جدول زیر ویژگی های اصلی CD4046 را نشان می دهد.
| umber of Pins | 16 |
| Min Supply Voltage | 3 V |
| Max Supply Voltage | 18 V |
| Number of Phase Comparators | 2 |
| VCO linearity | 1% |
| Power consumption | 70 µW at VCO Frequency= 10 kHz and VDD = 5 V |
| Technology | CMOS Phase Locked Loop |
| Operating Temperature Range | -55 to 125 ºC |
این رتبه بندی ها به شما کمک می کند تا قبل از اینکه بخواهید این قطعه را در پروژه مربوطه بگنجانید، تصمیم نهایی بگیرید.
پایه های CD4046
شکل زیر پایه های CD4046 را نشان می دهد.
VSS نشان دهنده ولتاژ زمین است در حالی که VDD نشان دهنده ولتاژ تغذیه است.
یک دیود زنر 5.2 ولت با هدف تنظیم در صورت نیاز اضافه می شود.
پیکربندی پایه های CD4046
جدول زیر پیکربندی پایه ها را نشان می دهد.
| Pin# | Pin Name | Pin Description |
| 1 | Phase Pulse | Phase pulse applied to the IC |
| 2 | Phase Comp I Out | An output of Phase Comparator I |
| 3 | Comparator IN | Input at the Comparator |
| 4 | VCO OUT | Output Signal at VCO |
| 5 | INHIBIT | Allows to electronically turn on or off the output voltage power supply |
| 6 | C1A | Capacitor 1 connected to VCO |
| 7 | C1B | Capacitor 2 connected to VCO |
| 8 | VSS | Ground Pin |
| 9 | VCO IN | Input Signal at VCO |
| 10 | Demodulator OUT | Extracting the original signal |
| 11 | R1 | Resistor 1 connected between VCO and Supply Voltage |
| 12 | R2 | Resistor 2 connected between VCO and Supply Voltage |
| 13 | Phase Comp II OUT | Generated oscillated output at Phase II Comparator |
| 14 | Signal IN | Input Signal applied to the Phase Comparator I |
| 15 | Zener | 5.2 V Zener diode for voltage regulation |
| 16 | VDD | Voltage supply pin |
حداکثر نرخ مطلق
شکل زیر حداکثر نرخ مطلق CD4046 را نشان می دهد.
اینها رتبه بندی های تنشی و بحرانی هستند که بالاتر از آنها ممکن است قطعه از کار بیفتد. قبل از شروع پروژه خود، مطمئن شوید که الزامات فنی شما با رتبه‌بندی تراشه مطابقت دارد، در غیر این صورت ممکن است آسیب بیشتری ایجاد کند.
همانطور که در بالا ذکر شد ولتاژ منبع تغذیه DC بین 0.5- تا 18 است، با این حال توصیه می شود منبع تغذیه DC را بین 3 تا 15 ولت برای نتایج بهتر حفظ کنید، به طور مشابه محدوده دمای عملیاتی توصیه شده بین 55- تا 125 درجه سانتیگراد است.
ولتاژ زمین صفر است مگر اینکه به طور خاص توسط سازنده توصیه شود.
کاربردها
CD4046 برای کاربردهای مختلفی ارائه می شود که هدف آن مقایسه سیگنال های خروجی با سیگنال های ورودی و تولید آنها با فرکانس های یکسان است. در زیر کاربردهای اصلی CD4047 آورده شده است.
مدولاسیون FSK
تبدیل ولتاژ به فرکانس
کنترل سرعت موتور
دمدولاتور و مدولاتور FM
تمایز دهنده فرکانس (discriminator)
سنتز و ضرب فرکانس
رمزگشایی تن
همگام سازی و شرطی سازی داده ها
دیدگاه خود را بنویسید