Signal

PLL-Schleifenfilter-Designer

Entwerfen Sie einen passiven PLL-Schleifenfilter zweiter Ordnung vom Typ 2. Berechnet Zeitkonstanten, Kondensator- und Widerstandswerte für die Zielschleifenbandbreite und den Phasenrand.

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Formel

\tau_2 = \frac{\sin \phi}{\omega_c}, \quad \tau_1 = \frac{1}{\omega_c^2 \tau_2}

ωc— Loop crossover frequency (2π × f_BW) (rad/s)

φ— Phase margin (rad)

τ1— Zero time constant (s)

τ2— Pole time constant (s)

Wie es funktioniert

PLL-Schleifenfilter (Phase-Locked Loop) sind kritische Schaltungselemente in Frequenzsynthese- und Signalverarbeitungssystemen. Ein passiver Regelschleifenfilter vom Typ 2 bietet eine wichtige Rückkopplungssteuerung für die Frequenz- und Phasensynchronisierung in Kommunikations- und elektronischen Systemen. Das Design des Filters beinhaltet die Berechnung von Zeitkonstanten und Komponentenwerten, die die dynamische Leistung der Schleife bestimmen, einschließlich Sperrzeit, Stabilität und Rauschcharakteristik.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Entwerfen Sie einen Typ-2-PLL-Schleifenfilter mit einer Bandbreite von 10 kHz und einem Phasenrand von 45 Grad Lösung: 1. Berechne ωc: ωc = 2π * 10.000 = 62.832 rad/s 2. Berechne α1: α1 = 1/(ωc²·τ2) 3. Berechne α2: α2 = sin (45°)/ωc = 0,707/62.832 4. Wählen Sie R1 = 10 kΩ 5. Bestimme C1: C1 = τ1/R1 6. Bestimme C2: C2 = τ2/R1

Praktische Tipps

✓Überprüfen Sie die Regelkreisstabilität immer durch Simulation oder experimentelle Tests
✓Berücksichtigen Sie die Temperaturkoeffizienten von Kondensatoren in kritischen Designs
✓Verwenden Sie Präzisionswiderstände, um genaue Zeitkonstanten aufrechtzuerhalten

Häufige Fehler

✗Vernachlässigung der Beziehung zwischen Phasenrand und Schleifenstabilität
✗Falsche Berechnung von Zeitkonstanten
✗Übersehen von Bauteiltoleranzen, die sich auf die Filterleistung auswirken

Häufig gestellte Fragen

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