Etude simplifiée du modulateur FM à boucle à verouillage de phase

Résumé du document

Etude simplifiée du modulateur FM à boucle à verouillage de phase, étude de 15 pages



Le terme « déphasage » ne concerne en toute rigueur que les signaux sinusoïdaux (la phase est un angle) ; pour les autres signaux le terme exact est « décalage (temps) » ; mais quand on étudie le fonctionnement des PLL, on a coutume par simplification d'utiliser le terme « déphasage » quelle que soit la forme des signaux :





I ? Structure fonctionnelle du modulateur.

II ? Remarques préliminaires à l'étude du modulateur.

III ? Principe de la boucle à verrouillage de phase.

IV ? L'application de la PLL à la synthèse de fréquence.

V ? Application du synthètiseur de fréquence à PLL à la modulation FM.

VI ? Les propriétés particulières du montage utilisé dans le thème.

Extraits

[...] Une application des PLL : la démodulation FM. Le signal modulé FM capté par le récepteur est appliqué à l'entrée de la PLL ; celle-ci se verrouille et suit les variations de fréquence dues à la modulation. Le filtre passe bas est calculé pour laisser passer les fréquences du signal modulant (ex. : audiofréquences), ainsi on recueille le signal (sortie du filtre et commande du VCO) qui est l'image du signal modulant de départ (il existe d'autres façons de démoduler la FM). [...]

[...] - La plage de verrouillage est de 600 Hz à 1400 Hz. L'expérience peut se résumer par les courbes suivantes : - Fe 1400 Hz : PLL non verrouillée 5/15 - Fe > 1100 Hz : PLL non verrouillée - Fe = 1100 Hz : capture - 1100 Hz > Fe > 600 Hz : verrouillage - Fe = 600 Hz : décrochage - Fe [...]

[...] Dans cette application des PLL la fréquence d'entrée Fe est fixe, précise et très stable : c'est une fréquence de référence (Fe = Fréf). Un diviseur de fréquence par N (variable par programmation ou roues codeuses) est inséré dans le retour de la boucle. La boucle une fois verrouillée la fréquence Fs / N est égale à Fréf , donc le VCO oscille à une fréquence Fs = N Fréf (le VCO est réalisé de façon que les fréquences Fs que l'on veut produire soient comprises dans sa plage de fonctionnement). [...]

[...] Principe du comparateur de phase simple. Avec un comparateur de phase simple nous avons vu que si la PLL est verrouillée, les fréquences FR et FV sont égales, mais qu'il y a obligatoirement une différence de phase constante entre vR et vV (sauf dans le cas très particulier ou Fmes = N FV = FS0 fréquence centrale du VCO) ; en effet c'est cette différence de phase qui permet d'obtenir la valeur de u = VPLL qui fait osciller le VCO à la bonne fréquence (revoir les exemples (III page 4 et revoir les caractéristiques pages et 4). [...]

[...] - Vc4 = 0,5 V(5V 4,5V). Ces valeurs sont les valeurs d'équilibre de la PLL pour Fmes = 41,18 MHz. La tension VPLL d'équilibre est mémorisée par le condensateur C Pour examiner la réaction de la PLL aux perturbations de Fmes autour de cet équilibre, il faut reproduire artificiellement les potentiels d'équilibre car la simulation est en boucle ouverte. Donc on prendra comme conditions initiales des condensateurs les valeurs Vc5 = 4.5 Vc4 = 0.5 V et Vc3 = 5V. [...]