E-214 Comuni a iones - A~noLaboratorio II: PLL1. ObjetivosEstudiar y medir las prin ipales propiedades de un lazo de engan he de fase (PLL) de segundoorden.Utilizar el lazo de engan he de fase omo demodulador de FM.2. Introdu i�onPara este laboratorio se uenta on una pla a en la ual se implementa un lazo de engan he de fase (PLL)de segundo orden (ver Fig. 1 y Fig. 2). Para su onstru i�on se emplea el integrado CD 4046, que onsisteen un os ilador ontrolado por tensi�on (VCO) y en dos omparadores de fase [2℄. El �ltro utilizado es unRC pasa bajos on C = 100nF y R = 15K. La pla a uenta on una serie de terminales y one torespuente para fa ilitar la medi i�on del PLL:Cone tor puente a en orto permite errar el lazo del VCO.Cone tor puente bd en orto permite abrir el lazo del VCO y medir su urva de tensi�on-fre uen ia.Terminales eg y fh permiten medir la tensi�on de entrada del VCO.Terminales oq y pr orresponden a la entrada del PLL.Terminal lm orresponde a la salida del VCO.Terminal kj es la salida del demodulador, util para analizar la se~nal de salida del PLL sin argarlo on la impedan ia de entrada del instrumento utilizado.Para resolver el laboratorio es ne esario el siguiente instrumental: un os ilos opio, un generador de se~nales[3℄, un volt��metro y un fre uen ��metro.3. Tarea Previa1. Realizar un digrama en bloques de un PLL b�asi o. Indi ar en di ho diagrama los terminales orre-spondientes al integrado CD 4046.2. Dedu ir la expresi�on de la ganan ia del dete tor de fase, en fun i�on de la tensi�on de alimenta i�on,teniendo en uenta que se trata de una ompuerta XOR seguida de un �ltro pasabajos.3. Cal ular la fun i�on de transferen ia del modelo linealizado del PLL y determinar la fre uen ianatural !n y el fa tor de amortiguamiento � en fun i�on de la ganan ia del dete tor (K�), la ganan iadel VCO (Kv) y de la onstante de tiempo del �ltro de lazo (� = RC).4. Justi� ar el uso del PLL para demodular se~nales de FM.Nota: Esta asigna i�on ser�a pedida por los ayudantes antes de realizarse el laboratorio.1

2015

4. Tareas del Laboratorio1. Dejando el VCO a lazo abierto ( one tor puente en bd) y variando el poten i�ometro, relevar la urva tensi�on-fre uen ia del VCO ( olo ar el volt��metro en los terminales eg y el fre uen ��metro enim).2. Cal ular la ganan ia del VCO (Kv).3. Cal ular la ganan ia del dete tor (K�).4. Cal ular la ganan ia del PLL (K).5. Cerrando el lazo ( one tor puente en a ) medir el rango de aptura. Comparar on el valor al ulado.6. Medir el rango de engan he.7. Cal ular y medir la fre uen ia natural !n y el fa tor de amortiguamiento � ( olo ar el os ilos opioa la salida del demodulador, terminales kj ).8. Proponer un ejemplo para veri� ar que el PLL puede ser utilizado omo demodulador de se~nalesde FM.5. InformeLos alumnos deben entregar un informe individual, en aso de dete tarse opias los trabajos ser�andesaprobados.S�olo se a eptar�an informes en papel, no en versi�on ele tr�oni a de ning�un tipo.En la primera hoja se debe onsignar el apellido, nombre y n�umero de alumno.Debe in luir dis usi�on de los resultados obtenidos en el laboratorio y la ompara i�on on los �al uloste�ori os realizados en la tarea previa.La C�atedra sugiere que los informes ontengan las siguientes se iones: introdu i�on, dis usi�on delos resultados y on lusiones.Se re omienda utilizar MATLAB para realizar los gr�a� os. Estos deben tener t��tulo y etiquetas enlos ejes.Referen ias[1℄ F. M. Gardner, Phaselo k Te hniques, John Wiley and Sons, 1979.[2℄ CD4046 Data Sheet, Texas Instruments, (disponible en www.ing.unlp.edu.ar/td om).

2

m

jk

l

5 1 13 158

C5

6

7

R5

R4

12

11

3

4

R

10

14

C R o

p

q

r

16

16

16

9

2

b

a

d

c

i pot

e g

f h

+12v

D1

C

C4

78L05

CD4046

Figura 1: Esquea del PLL utilizado en el laboratorio.

Figura 2: Diagrama de onexiones del PLL utilizado en el laboratorio.3

ς SOBREPASO ς SOBREPASO

0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.0900.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.1900.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.2900.3000.3100.3200.3300.3400.3500.3600.3700.3800.3900.4000.4100.4200.4300.4400.4500.4600.4700.4800.490

2.0001.9691.9391.9101.8831.8561.8291.8041.7801.7561.7331.7111.6891.6681.6481.6281.6091.5901.5721.5551.5381.5211.5051.4891.4741.4591.4451.4311.4171.4041.3911.3781.3661.3541.3421.3311.3201.3091.2991.2881.2781.2691.2591.2501.2411.2321.2231.2151.2071.199

0.5000.5100.5200.5300.5400.5500.5600.5700.5800.5900.6000.6100.6200.6300.6400.6500.6600.6700.6800.6900.7000.7100.7200.7300.7400.7500.7600.7700.7800.7900.8000.8100.8200.8300.8400.8500.8600.8700.8800.8900.9000.9100.9200.9300.9400.9500.9600.9700.9800.990

1.1911.1831.1761.1691.1621.1551.1481.1421.1351.1291.1231.1171.1111.1061.1001.0951.0901.0851.0801.0751.0701.0661.0611.0571.0531.0491.0451.0421.0381.0351.0311.0281.0251.0221.0201.0171.0151.0121.0101.0081.0071.0051.0041.0031.0021.0011.0001.0001.0001.000Figura 3: Tabla on los valores de � en fun i�on del sobrepaso.

4

Esquema de la placa PLL