Phase Locked Loop System Dalam Sistem Komunikasi dengan Aplikasi

Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita sering berkomunikasi dengan orang lain menggunakan berbagai jenis sistem komunikasi . Sistem komunikasi ini dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, seperti Sistem komunikasi Radio, Sistem Telekomunikasi, Sistem komunikasi nirkabel , Sistem komunikasi optik, dan sebagainya. Agar semua sistem komunikasi ini dapat beroperasi secara efisien, kami memerlukan beberapa sistem kontrol seperti loop fase-terkunci, kontrol kooperatif, kontrol jaringan, dan sebagainya.

Apa itu Phase-Locked Loop (PLL)?

Loop fase-terkunci digunakan sebagai sistem kontrol untuk mengontrol operasi yang berbeda di banyak sistem komunikasi, komputer dan banyak lagi aplikasi elektronik . Ini digunakan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang memiliki fase yang terkait dengan fase sinyal input.

Ada berbagai jenis PLL seperti PLL Analog atau Linear, PLL Digital, PLL Perangkat Lunak, PLL Neuronal, dan PLL digital semua.

Operasi Phase Locked Loop

Dalam sistem komunikasi, pengoperasian PLL dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan sistem analog dan digital .

Analog Phase-Locked Loop dalam Sistem Komunikasi

Pada dasarnya PLL merupakan bentuk servo loop dan dasar PLL terdiri dari tiga elemen utama yaitu pembanding / detektor fasa, loop filter dan osilator yang dikendalikan tegangan .

Loop Terkunci Fase

Konsep utama di balik operasi PPL adalah perbandingan fase dua sinyal (umumnya fase sinyal input dan output dibandingkan). Dengan demikian, perbedaan fasa antara sinyal input dan output dapat digunakan untuk mengontrol frekuensi loop. Meskipun analisis matematis sangat rumit, namun pengoperasian PLL sangat sederhana.

Dalam banyak sistem komunikasi, PLL digunakan untuk tujuan yang berbeda:

• Untuk mengikuti fase atau modulasi frekuensi , ini digunakan sebagai Demodulator.
• Untuk melacak atau menyinkronkan dua sinyal dengan frekuensi yang berbeda.
• Untuk menghilangkan kebisingan besar dari sinyal kecil.

Gambar di bawah ini menunjukkan PLL dasar yang terdiri dari Phase Detector, Voltage Controlled Oscillator (VCO), Loop Filter.

Osilator yang dikontrol tegangan dari PLL menghasilkan sinyal dan sinyal dari VCO ini diberikan ke detektor fasa. Detektor fasa membandingkan sinyal ini dengan sinyal referensi dan dengan demikian, menghasilkan tegangan kesalahan atau tegangan perbedaan. Sinyal kesalahan dari detektor fasa ini diumpankan ke filter low-pass untuk menghilangkan elemen frekuensi tinggi dari sinyal -jika ada, dan untuk mengatur banyak properti loop. Kemudian, output dari loop filter diumpankan untuk mensuplai tegangan tuning untuk terminal kontrol osilator yang dikendalikan tegangan.

Perubahan tegangan tuning ini dirasakan untuk mengurangi perbedaan fasa antara dua sinyal (input dan output) dan dengan demikian, frekuensi di antara keduanya. Awalnya PLL tidak mengunci dan tegangan kesalahan menyeret frekuensi VCO menuju referensi hingga kesalahan tidak dapat dikurangi lebih jauh dan kemudian loop terkunci.

Kesalahan sebenarnya antara dua sinyal (input dan output) dikurangi ke level yang sangat kecil menggunakan amplifier di antara osilator yang dikendalikan tegangan dan detektor fasa. Jika PLL terkunci, maka tegangan kesalahan kondisi-mapan akan dihasilkan. Tegangan error kondisi-mapan ini menunjukkan bahwa tidak ada perubahan perbedaan fasa antara sinyal referensi dan VCO. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa frekuensi kedua sinyal (sinyal masukan dan keluaran) sama persis.

Digital Phase Locked Loop dalam sistem Komunikasi

Secara umum, PLL analog terdiri dari detektor fasa analog, osilator yang dikendalikan tegangan, dan filter low-pass. Demikian pula, loop terkunci fase digital terdiri dari detektor fase digital, a register geser serial , sinyal jam lokal yang stabil.

Loop Terkunci Fase Digital

Sampel input digital diekstraksi dari sinyal yang diterima dan sampel ini diterima oleh register geser serial, yang digerakkan oleh pulsa clock yang disuplai dari sinyal clock lokal. Sirkuit korektor fase yang mengambil jam lokal digunakan untuk meregenerasi sinyal clock stabil dalam fase dengan sinyal yang diterima melalui penyesuaian fase lambat agar sesuai dengan fase sinyal yang diterima.

Penyesuaian ini dapat dilakukan berdasarkan sampel berkecepatan tinggi dari setiap bit menggunakan logika koreksi. Sampel sinyal yang diterima diperoleh dengan pengambilan sampel dari sinyal yang diterima pada kecepatan jam lokal ditempatkan di register geser.

Penyesuaian fase yang diperlukan dapat dideteksi dengan mengamati kumpulan sampel sinyal yang diterima. Kedua clock dikatakan berada dalam fase jika dan hanya jika pusat bit yang diterima terletak di tengah register geser. Penyetel fase dimaksudkan untuk mengkompensasi jika jam yang dibuat kembali tertinggal atau mengarahkan sinyal referensi.

Penerapan Phase Locked Loop

• PLL sering digunakan untuk tujuan sinkronisasi dan untuk sinkronisasi bit, sinkronisasi simbol, demodulasi koheren, dan perluasan ambang batas dalam komunikasi ruang angkasa.
• Sinyal termodulasi frekuensi dapat didemodulasi menggunakan PLL.
• Frekuensi baru yang merupakan kelipatan frekuensi referensi dalam pemancar komunikasi radio , dan disintesis dengan menjaga stabilitas frekuensi referensi dengan frekuensi baru yang dapat dicapai oleh PLL.
• Ada banyak aplikasi untuk PLL di banyak sistem komunikasi, komputer, dan banyak lagi sirkuit elektronik .
• Aplikasi PLL di bawah ini menjelaskan penggunaan PLL sebagai voltase ke konverter frekuensi .

Voltage to Frequency Converter (VFC) Menggunakan PLL

Dalam sistem komunikasi, diperlukan untuk mengirim sinyal (pertimbangkan sinyal analog di sini) ke jarak jauh dengan akurasi penuh. Untuk tujuan ini, konverter tegangan-ke-frekuensi digunakan, karena mudah untuk mengirim sinyal frekuensi tanpa menyebabkan interferensi jarak jauh menggunakan isolator optik, jalur koaksial atau twisted-pair, tautan radio, tautan serat optik .

Ada dua jenis konverter tegangan-ke-frekuensi yaitu tipe multivibrator VFC dan jenis saldo pengisian VFC.

Multivibrator Jenis VFC

Multivibrator VFC

Pada multivibrator tipe VFC, kapasitor diisi dan dibuang menggunakan arus yang diperoleh dari tegangan input. Input referensi yang stabil diberikan untuk mengatur ambang batas switching, dan frekuensi output sebanding dengan tegangan input dan memiliki rasio ruang-tanda kesatuan.

Mengisi jenis saldo VFC

Mengisi Saldo VFC

Keseimbangan muatan VFC terdiri dari Integrator, Pembanding dan sumber Pengisian presisi. Setiap kali input diberikan ke integrator, ia akan diisi dan jika output dari integrator ini mencapai ambang pembanding, maka sumber muatan dipicu dan pengisian tetap dihapus dari integrator. Tingkat muatan yang dihapus harus sama dengan tingkat muatan yang diberikan sedemikian rupa sehingga, frekuensi pemicu sumber muatan dan input ke integrator akan proporsional satu sama lain.

Demikian artikel ini memberikan gambaran singkat tentang fase sistem loop terkunci dalam sistem komunikasi. Selanjutnya, artikel ini dapat diperpanjang secara teknis berdasarkan saran dan pertanyaan Anda. Karenanya, Anda dapat menghubungi kami untuk mendapatkan bantuan teknis dengan memposting komentar Anda di bawah.