Comparador de fase

O comparador de fase (PFD: Fase Frequência detector) é um sistema electrónico do discriminador de fase tipo que tem a função de gerar um sinal de saída proporcional à diferença de fase entre dois sinais de entrada É um sistema vulgarmente utilizado em uma. Malha de captura de fase ( PLL ).

O sinal gerado pode ser de natureza diferente, dependendo do tipo de comparador:

• Uma tensão de saída proporcional à diferença de fase entre as duas entradas.
• Uma diferença de tempo entre duas saídas proporcional à diferença de fase entre as duas entradas.

Nós também distinguimos

• sistemas que detectam desvios de fase.
• sistemas que detectam desvios de fase e frequência .

• sistemas que comparam sinais de entrada analógica e digital.
• sistemas que comparam apenas sinais de entrada digital.

Teoria de Operação

As características da função de transferência do comparador de fase são:

• Um ganho UP para uma diferença de fase positiva.
• Um ganho PARA BAIXO para uma diferença de fase negativa.
• Uma zona para a qual a saída é constante independentemente da diferença de fase nas entradas: esta é a zona morta do comparador.
• Um erro de detecção sistemático. Por exemplo, no caso ideal para um erro de fase zero, a saída está em zero, mas na prática, para um erro de fase zero, existe uma pequena tensão residual na saída: esta é a sistemática de detecção do erro.
• Uma zona cega: após uma certa mudança de fase, a saída é invertida na polaridade. Por exemplo, para um determinado detector de fase, para a mudança de fase de 180 graus, a saída muda de (+1) para (-1). Esta zona para a qual a saída inverte sua polaridade é chamada de zona cega do comparador.

Tipos de comparadores.

Comparador de fase de três estados.

Comparador de fases de alternância lógica.

Comparador de fases do JK Rocker.

Este comparador funciona em frentes ascendentes. Esta é a razão pela qual as entradas podem não ser simétricas. Quando as entradas estão em oposição de fase, a tensão de saída calculada por uma filtragem converge para zero se o oscilador estiver polarizado entre as tensões (-1, +1). Quando os dois sinais de entrada têm uma mudança de fase de 360 ​​graus, a tensão de saída média atinge seu máximo (aqui +1), e quando não há mudança de fase entre as duas entradas, a tensão de saída atinge seu mínimo, (aqui -1) . O flip-flop JK não é capaz de atuar como detector de frequência, é apenas um detector de fase.

Comparador de fase do multiplicador Gilbert.

O multiplicador Gilbert pode ser usado como um comparador de fase. De fato, se os dois sinais de entrada estiverem na mesma frequência, a saída (previamente filtrada) será proporcional à diferença de fase de acordo com . O fator K é proporcional às duas amplitudes de entrada. Vovocêt=K∗seunãoθ{\ displaystyle Vout = K * sin \ theta}

Portanto, deduz-se disso que este detector de fase não é linear.

Para sinais de entrada de diferentes frequências, a saída deixa de ser coerente e o detector deixa de cumprir a sua função: diz-se que só é sensível à diferença de fase, mas não funciona para diferentes frequências de entrada.

Por fim, devemos atentar para o fato de que o ganho é sensível às amplitudes de entrada.

Comparador de fase de porta OU exclusivo

A média do sinal de saída é proporcional ao deslocamento de fase entre as duas entradas.

Por exemplo, se a mudança de fase entre XREF e XCOMP for 90 graus, o sinal de saída terá um ciclo de trabalho de 50%, o que implica uma média de 0 para uma saída entre -1 e +1.

Se a mudança de fase se desviar de 90 graus, o ciclo de trabalho de saída muda em proporção à diferença de fase de entrada e, portanto, o valor médio do sinal de saída.

Por outro lado, se os sinais de entrada não forem simétricos, por exemplo, com um ciclo de trabalho diferente de 50%, então a faixa de detecção é reduzida. Por exemplo, para um sinal de entrada de ciclo de serviço baixo, 5% por exemplo, a faixa de detecção torna-se apenas 5 * (2pi) / 100.

Este sistema é um detector de fase, mas não um detector de frequência.

Especificação

Consumo

Detector de fase e / ou detector de frequência

Faixa de detecção de fase de entrada

Faixa de detecção de frequência de entrada

Zona morta

Zona cega

Potência do substrato e rejeição de ruído

Ruído intrínseco

Frequência de operação

Cortar

Características a considerar

Formulários

O comparador de fase é um circuito normalmente usado em um loop de bloqueio de fase ( PLL ).