Schaltungstechnik

522 7 Gemischte Funktionsprimitive und Funktionsschaltungen
5V
uIN1 2,5V
0V
5V
uIN2 2,5V
0V
3V
2,5V
2V
CLK1
CLK2
CLR
UP
DOWN
Q1
Q2
u 1
u NF
0s 40s 80s
120s 160s 200s
Bild 7.6-4: Simulationsergebnis bei sinusförmiger Ansteuerung des Eingangs-VCO (FM-
Modulation); Eingänge des PFD u 1 (vom Eingangs-VCO kommend) und u 2 (vom Regel-
VCO kommend), u NF entspricht der Steuerspannung des VCO zur Nachsteuerung des
Regel-VCO (demoduliertes Ausgangssignal), so dass u 1 und u 2 synchron sind
Eine wichtige Eigenschaft des PLL-Schaltkreises ist die Rauschsignalunterdrükkung.
Da ein dem Eingangssignal u1 t überlagertes Rauschsignal mit dem Oszillatorsignal
u2 t nicht korreliert ist, verschwindet der zeitliche Mittelwert am
Ausgang des Loop-Filters. Bei geeigneter Auslegung ist ein PLL-Schaltkreis in der
Lage, ein Signal aus einer verrauschten Umgebung herauszufiltern. Im gezeigten
Beispiel kann der PLL die Kreisfrequenzänderung
des Eingangssignals ausregeln.
Dies muß nicht immer der Fall sein. Ist die Eingangsstörung (Frequenzsprung
oder Phasensprung) zu groß, dann ist der PLL nicht mehr in der Lage, zu synchronisieren
oder einzurasten; der PLL-Schaltkreis ist dann ausgerastet.
7.6.2 Funktionsbausteine einer PLL
Zum besseren Verständnis sollen die Funktionsbausteine einer PLL näher betrachtet
werden. Für Systemuntersuchungen gilt es Makromodelle einzuführen, die das
funktionale Verhalten beschreiben.
Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO): In Bild 7.6-1 weist der VCO die
Ausgangsspannung u2 mit der Frequenz f2 auf. Die Spannung uf steuert die Frequenz
des VCO. Damit erhält man die Systemgleichung des VCO:
f2 =
f0 + K0 uf; t
(7.6-1)
Die Frequenz f2 des VCO ist innerhalb der Aussteuergrenzen idealerweise proportional
zur Steuerspannung uf mit K0 als Proportionalitätskonstante und f0 als der