Radar Temelleri

Faz Kilitlemeli Döngü-Osilatör

Bir Faz Kilitlemeli Döngü-Osilatör faz kilitlemeli bir döngü (Phase Locked Loop, PLL) yardımıyla yüksek frekanslı salınımlar üreten bir devredir.

Faz kilitlemeli bir döngü, temel yapılandırmasında, kristal kontrollü referans işaretinin fazını, çıkış frekansından, referans işaretinin frekans aralığına bölünmüş bir geri besleme işaretinin fazıyla karşılaştırır. Bu faz karşılaştırmasından Gerilim Kontrollü Osilatör (Voltage Controlled Oscillator, VCO) için kontrol gerilimi üretilir.

Ayarlanabilir frekans aralığı değeri (veya faz kontrol döngüsünün bant genişliği), geçici tepki (transient response) ve faz gürültüsü için önemli bir parametredir. Bu bant genişliği ne kadar büyük olursa, Faz Kilitlemeli Döngü-Osilatörü o kadar hızlı kararlı duruma geçer. Ancak bu kontrol aralığı ne kadar dar olursa, çıkış işareti o kadar temiz olur. Genellikle uygulamada %15 lik bir bant genişliği seçilir.

Kristal osilatör

Kristal osilatör genellikle 10 ila 100 MHz aralığında standart bir frekansta salınır. Birkaç Faz Kilitlemeli Döngü-Osilatörü kullanılıyorsa (aktif Faz Dizi Antenlerde olduğu gibi), o zaman bir Küresel Konumlama Sistemi (GPS) zaman standardı ile bile eşzamanlaştırılabilen oldukça hassas, merkezi bir kristal osilatör kullanılır.

Referans

f_{(test için)}

Doldurma
akımları

Resim 2: Faz Karşılaştırıcı Devresi

Referans

f_{(test için)}

Doldurma
akımları

Resim 2: Faz Karşılaştırıcı Devresi

Referans

f_{(test için)}

Doldurma
akımları

Resim 2: Faz Karşılaştırıcı Devresi

Faz algılayıcısı

Faz algılayıcısı iki adet D- iki durumlu (D-flip flop) ve birkaç NAND-kapısından (gate) oluşur. Girişte bulunan frekansların pozitif kenarları, ilgili iki-durumlu kurulmuşsa (set) ve Q çıkışında, veri girişine fiziksel bağlanmış (hardwired) H-gerilimi görünür, geçit sıfırlama girişini (reset input) sıfırlar ve her iki iki-durumlu da bir sonraki pozitif kenarı bekler. Faz farkı varsa, faz farklarının süresi için darbeler üretilir. Frekans çok yüksekse, alttaki iki-durumlu üsttekinden daha erken geçiş yapar ve her iki iki-durumlu sıfıra ayarlanmadan önce alttaki çıkış hattında daha uzun bir darbe görünür. Frekans çok düşükse, üst hattaki darbe, alt hattaki küçük sıçramadan (spike) daha uzundur. Alan Etkili Transistörlü (FET) harici devre, bu darbeleri bir kapasitör için doldurma veya boşaltma akımlarına dönüştürür. Pozitif akım (üstteki iki-durumlu) ayar gerilimini arttırır ve negatif akım (alt iki-durumlu) ise düşürür. (bkz. Resim.2)

Alçak geçiren süzgeç

Alçak geçiren süzgeçte bulunan kondansatörler, ayar gerilimini düzleştirir ve darbe benzeri akım tepelerinin etkisini azaltır.

Sayaç devreleri

Sayaç devreleri, Gerilim Kontrollü Osilatörün (VCO) referans frekansından daha yüksek bir frekansta salınmasına izin verir. İkili sayaçlarda bu yalnızca referans frekansının bir katı olabilir. Bu nedenle, Faz Kilitlemeli Döngü-Osilatörü iletişim amaçlı kullanılıyorsa, bu referans frekansının değeri en fazla kanal aralığına eşit olmalıdır.