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1. Vorbereitung1.1 Datenblätter1.2 Ein- und Ausgangssignale des EXOR-GattersEXORX1 X2 Y0 0 00 1 11 0 11 1 0A:B1:B2:B3:A exor A:A exor B1:A exor B2:A exor B3:1.3 Bedeutung des TiefpassesMan nehme an die VCO-Frequenz weicht nur noch sehr wenig von der Referenz ab.Wenn der Oszillator jetzt nachgeregelt wird, und ein wenig über das Ziel hinausschießt (daher die VCO-Frequenz nun in der anderen Richtung ein kleines Stückabweicht) muss die Frequenz wieder nachgeregelt werden. Das Nachregeln passiertin sehr schneller Folge (d. h. die Regelfrequenz ist sehr hoch). Diese hohenRegelfrequenzen werden durch den Tiefpass unterdrückt, und damit ein kleinerToleranzbereich eingefügt (Quelle: Wikipedia)


2. Versuchsdurchführung2.1 Spannungsgesteuerter OszillatorBILD 1Die Schaltung wurde wie in der Angabe(BILD 1) vorgegeben aufgebaut und fürsieben verschiedene Potentiometereinstellungen die Frequenz des Ausgangssignalsbestimmt.MessungVOUT ppfOUT1 (max) 5,20 V 1,196 kHz2 5,20 V 1 kHz3 5,20 V 1,1 kHz4 5,20 V 0,9 kHz5 5,20 V 0,8 kHz6 5,20 V 0,7 kHz7 (min) 5,20 V 0,4 kHzAusgangssignal:UT


Wenn man in der Nähe des Ic einen Kondensator C mit 100nF zwischen UDDundMasse schalten würde, würde sich in diesem Versuchsaufbau wenig ändern. Im idealfall sollte sich je doch das Signal verbessern, also einen steileren Anstieg haben,ohne Überschwinger. Bei Signaländerungen benötigt der Baustein mehr Strom,dieser würde durch den zusätzlichen Kondensator in naher Umgebung desBausteins zur Verfügung gestellt. Somit wären auch schnellere Signale zuverwirklichen (PC).2.2 FSK-GeneratorBILD 2Der FSK-Generator wurde wie vorgegeben(BILD 2) aufgebaut und mit demOszilloskop, das Eingangssignal und das Ausgangsignal dargestellt.UAusgangtEingangDen verschiedenen Frequenzen des Ausgangssignal können z.b. eine Logische Einsbzw. Null zugeordnet werden. Somit kann man diese Schaltung zurInformationsübertragung, bzw. zum umschalten verwenden.


2.3 FrequenzvervielfacherBILD 3Die Schaltung wurde auch wie in der Angabe(BILD 3) gezeigt aufgebaut. Zunächstwurde geprüft für welche Eingangsfrequenzen die Schaltung stabil läuft. Für einemaximale Ausgangsfrequenz von 1,7 kHz bei einer Eingangsfrequenz von 17Hz läuftdie Schaltung noch normal. Gibt man jedoch eine höhere Frequenz auf den Eingang,steigt die Ausgangsfrequenz nicht mehr an, sondern bleibt konstant auf 1,7 kHz.Jetzt messen wir für 6 verschiedene Frequenzen die Ausgangsfrequenzen.Messungt Tthigh OUT lowOUTt LOWfOUTfINTIn us In us In us In Hz In Hz1 5000 5000 10000 0,5 100 12 1700 1700 3400 0,5 294 33 840 840 1680 0,5 594 64 550 550 1100 0,5 910 95 215 215 430 0,5 2326 126 340 340 680 0,5 1471 15


Man kann sich die Frequenzvervielfachung so vorstellen, dass der PLL einebestimmte Ausgangsfrequenz erreichen zu versucht, die über den BausteinHEF4518B zurück an den Eingang des PLL gebracht wird, damit der PLL dieEingangs- und Ausgangsfrequenzen vergleichen kann. Dabei wird, in diesem Fall,die Ausgangsfrequenz durch 100 geteilt und an den Eingang zum Vergleichgebracht. So erhält man am Ausgang dann das 100-fache der Vergleichsfrequenz.Das R-R-C Netzwerk an Pin 9 | 13, des HEF4046B ein Tiefpassfilter, liefert dieDurchschnittsspannung für den VCO und bringt den VCO dazu bei der Frequenzf0zu oszillieren. Außer dem kann durch die Charakteristik des Tiefpassfilterfestgelegt, für welche maximalen Abweichungen von er Sollfrequenz, der PLLeinrasten soll (1.3 Tiefpass).Der Baustein HEF4518B ist ein Dual synchroner BCD-Counter(BILD 4), er hat dieAufgabe, eine Frequenz, die an CP1 angelegt ist, durch 100 zu teilen undauszugeben. Das geschieht dadurch, dass der Zähler, als Clock-Eingang dieAusgangsfrequenz der Schaltung eingespeist bekommt, bis auf Einhundert zählt,dann einen Ausgangsimpuls abgibt und resettet wird.BILD 4


2.4 PLL-SynthesizerDurch den Baustein HEF4017B lassen sich durch abgreifen der jeweiligen„Teilverhältnisse“ unterschiedliche Frequenzen einstellen.Synthese (spätlateinisch synthesis, von griechisch σύνθεσις, sýnthesis - dieZusammensetzung, Zusammenfassung, Verknüpfung)(Quelle: Wikipedia)Durch diesen Hintergrund könnte das Wort „Synthesizer“-PLL daher stammen, dasaus einer Vergleichsfrequenz und einem verstellbaren Teiler eine neue Frequenzzusammengesetzt wird.BILD 5


Diese Schaltung wurde wie vorgegeben(BILD 5) aufgebaut und für verschiedeneSchalterstellungen des Schalters „S“ die Ausgangsfrequenz der Schaltung bestimmt.Messung Schalterstellung Ausgangsfrequenz in Hz1 A 10002 B 20003 C 30304 D 40005 E 50006 F 58827 G 68978 H 80009 I 8929Der Baustein HEF4017B, ein Johnson-Counter(BILD 6), hat die Aufgabe, wie auchder HEF4518B, ein Teilverhältnis zu generieren. Im Gegensatz zum HEF4518Bwerden hier die verschiedenen Ausgänge des Zählers angeschlossen. Je nachAnschluss zählt der Zähler bis zu einer durch den Zähleraufbau bestimmten Zahl,gibt dann einen Ausgangsimpuls ab und wird resettet. So erhält man durch wechselndes Anschlusses verschiedene voreingestellte Teilverhältnisse, bzw. für diekomplette Schaltung voreingestellte Frequenzen.BILD 6

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