Afinador Electrónico a 440 Hz utilizando P.L.L.’s

 
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Afinador Electrónico a 440 Hz utilizando P.L.L. s

Facultad de Ciencias de la Electrónica

Laboratorio de Electrónica Digital 1

 

Práctica elaborada por:

Hernández Herrera Vladimir
Villa Issa Paz Ricardo

"Afinador Electrónico"
I. Objetivo
Se pretende usar un PLL (Phase Locked-Loop) para construir un afinador electrónico, esto es, un dispositivo que recogerá una frecuencia de entrada y la comparará con una frecuencia determinada. La frecuencia fija será de 440Hz. Un LED indicará si la señal de entrada es de la misma frecuencia que la fijada previamente en el PLL, mostrando un "amarre" o en otras palabras, que esta afinado. II. IntroducciónFase
El término fase básicamente se refiere al intervalo entre el tiempo en que ocurre un evento y el tiempo en que ocurre un segundo, pero relacionado evento. Al evento que ocurre primero se le llama de adelanto, mientras que el segundo se dice de retraso, con respecto al primero.
Como se muestra en la figura 5.1, la señal A adelanta a la señal B. En otras palabras, el punto de la señal B (t2) le toma t unidades de tiempo después que le correspondiente punto en la señal A (t1). Asumiendo que ambas señales tienen la misma frecuencia.
La diferencia de fase es el tiempo, expresado en grados en que una señal adelanta o retrasa, y usualmente es menor a un ciclo. La diferencia de fase entre dos señales puede ser expresada en unidades de tiempo pero es mejor expresarlo en grados, dándoles el símbolo Df. Debido a que cada ciclo de la señal A o B ocupa exactamente la misma cantidad de tiempo, usando el ciclo como unidad de tiempo, hacemos la aclaración de que la diferencia de fase es independiente de la frecuencia de la señal.

Figura 5.1 La diferencia de fase de dos señales


Entonces, definiendo: un ciclo completo es igual a 360º, la diferencia de fase entre las señales A y B es la fracción de un ciclo expresado en grados, así entonces

El detector de fase
Todos los sistemas de fase de lazo cerrado (PLL) utilizan un circuito llamado detector de fase o comparador de fase. El detector de fase genera un promedio o voltaje DC de salida que es proporcional a la diferencia de fase entre el PLL y el VCO. El voltaje de salida es a menudo llamado voltaje de error. El factor que convierte la diferencia de fase en voltaje se conoce como ganancia de conversión del detector de fase, así que:

donde:
Vo = voltaje promedio de salida del detector de fase (volts)
Kf = ganancia de conversión del detector de fase (volt/rads)
Df = diferencia de fase de entrada (rads)

Cuando trabajamos con PLL's, se acostumbra expresar la diferencia de fase en términos de radianes. Esto es, 1 radian es igual a 180º/p, o 57.3º. Por ejemplo, si tenemos un detector de fase con una diferencia de fase de 96º, esto es igual a 96/57.3 o 1.68 radianes.