Video vzniklo za pomoci Patronů: Marek Poslusny Radek Gál Jan Pačák Vojtěch Vyplel Arnold Robinson Radek Šťastný JMZ Tomas Adamec Vít Šimáček Scelero Dominik Paľo Radek Křepela kentaur Vladimír Veselý zundik Martin Kotěra Martin Rolc tomas amperak Filip Stryk Tomas Musil_88 Mi Ka Václav Lukášek Hypno89 SaLIk LUKAS FERFECKI
Dodala bych, že použití fázových závěsů je obecně širší než jen syntéza nějakých kmitočtů. Typickým příkladem jsou převodníky kmitočet/napětí, což se potom používalo na demodulaci AFSK/FSK signálů (XR2211 například), obdobně samo zavěšení fázového závěsu může indikovat přítomnost nějakého kmitočtu, toho se zase využívalo v detektorech DTMF, v neposlední řadě musí fázový závěs obsahovat prakticky jakýkoliv systém synchronního seriového přenosu dat k regeneraci hodin, no a používají se i při demodulaci n-PSK či QAM signálů, kde VCO generuje jak sin() tak cos() vlnu, přičemž VCO se potom určitým způsobem řídí tak, aby se vyrovnalo ve fázi k oscilátoru v modulátoru, nejsnadnější je to u BPSK, který má jen sin() vlnu, čili čili usměrněná cosinová je vlastně fázová chyba VCO a ve smyčce se tím to VCO řídí. Trochu složitější je to u QPSK, které má buď sinovou, nebo cosinovou, ale nikdy obě současně, případně můžete detektor fázové chyby posunout o π/4 a pak zjistíte, že sinovou a kosinovou máte v amplitudě stejnou, no a se složitostí konstelace exploduje i složitost detektoru fázové chyby. Tady vidíte, že si PLL nemusíte věšet jen na nějaké lokální hodiny. Čistě analogovým příkladem užití fázového závěsu je stereodekoder rozhlasového přijímače, tady jsou dvě možnosti, buď máte stereo-AM, čímž vysílá asi šest stanic na světě a ve skutečnosti to není AM, ale dvě SSB, v každé je jeden kanál, to celé bez potlačené nosné, na kterou se právě chytá fázový závěs, čímž se vytváří LO pro demodulování rozfiltrovaných postranních, nebo máte stereo-FM, což je výrazně častější, kde tou FM modulujete takzvaný MPX signál, což je součet L+P v basebandu (kvůlivá kompatibilitě s mono přijímači) doplněný o 19kHz pilotní signál a L-P s potlačenou nosnou na 38kHz. Ano, 38kHz je dvojnásobek těch 19kHz, přičemž mnoho stereo dekoderů se chytá právě těch 19kHz fázovým závěsem, čímž si dělá 38kHz LO pro demodulaci rozdílové. Dále, VCO nemusí být tvořené jenom nějaký oscilátorem, ale harmonický signál vychází z rotačního pohybu, čili příkladem VCO může být i motor, kterému potom nějak snímáte otáčky a fázově ho zavěsíte na nějaký zdroj signálu. Takhle se řídily například rotační hlavy ve videomagnetofonech, kde se ta hlava fázově zavěšovala na televizní signál, fázový detektor potom vracel rozdíl fáze natočení hlavy vůči synchronizaci půlsnímku televizního signálu, no a podle rozdílu se potom ve smyčce řídil proud motorem, který točil hlavou. Dokonce u prvních videomagnetofonů (to se pohybujeme někde v 70. letech) tou hlavou točily dva motory, přičemž jeden byl synchronní napájený přímo ze sítě, druhý, stejnosměrný, seděl statorem na rotoru střídavého, no a tento stejnosměrný se právě řídil fázovým detektorem. Ono to totiž jinak nešlo, tehdy nebyly výkonové polovodiče, které by dokázaly vykrmit přímo motor hlavy, takže se doháněl jen rozdíl. Prostě fázový závěs se najde skoro ve všem. Kritický je návrh smyčky fázového závěsu. Ta smyčka je z principu nějaká dolní propust, přičemž její mezní kmitočet definuje rychlost toho fázového závěsu, jinými slovy rychlost, se kterou VCO fázově dorovnává změny v referenčního signálu. Plynou z toho nějaké věci, je to zase zpětnovazební regulace, která může být přetlumená (fázák se dlouho zavěšuje a špatně sleduje změny reference), na mezi stability, nebo nedotlumená, no a to je právě největší průšvih. VCO potom kmitočtově i fázově potom v lepším případě plave kolem reference, v tom horším se to celé radostně rozkmitá a výstup z VCO potom máte kmitočtově modulovaný. Čili sledovat signál ve smyčce fázového závěsu je docela důležitá věc. Pokud máte stabilní referenci a zavěšený fázový závěs, měla by být střídavá složka smyčky fázového závěsu nulová. Ona nikdy nebude, protože už sama reference má fázový šum, totéž platí o VCO, něco dělá ta smyčka, jde spíše o to to minimalizovat. Můžete nad tím ale přemýšlet i z druhé strany. Pokud do smyčky fázového závěsu pošlete nějaký signál, bude vám tahat VCO, takže na výstupu dostanete FMku. Fázový závěs bude ale pořád dohánět referenční signál, ale má jen nějakou konečnou rychlost, takže bude jen určitou rychlostí tu referenci dotahovat, takže z pohledu modulačního signálu se dá modulace do VCO chápat jako horní propust. Pokud budete kmitočtově tahat referenci, bude ji VCO dohánět zase jen s určitou rychlostí, čili z pohledu FM modulace to bude dolní propust, přičemž mezním kmitočtem je v obou případech rychlost smyčky fázového závěsu. Pokud tedy rozfiltruji modulační signál na horní a spodní složku, přičemž horní moduluji do VCO a spodní do reference, dostanu takzvanou dvoubodovou modulaci, z čehož bývali strašně divocí v Motorole, no a když jste rádio s tímto zázrakem měli na stole a měli ho seřídit, byli jste z toho divocí taky. Rozdíl byl pouze v tom, že oni řvali nadšením, kdežto vy vzteky. Nicméně se takhle daly vyrábět FSK/MSK/GMSK signály bez dalšího směšování, což velice zjednodušilo konstrukce radiostanic s pomalým digitálním přenosem. Ono ještě koncem 90. let GMSK vládlo světu. O fázových závěsech by se toho dalo napsat poměrně hodně, ale nebudu to přehánět, spíše jsem chtěla ukázat, že fázový závěs se najde na mnoha místech a nemusí to být jen v nějakém VFO, ale vyskytuje se to i v poněkud komplexnějších věcech.
Video vzniklo za pomoci Patronů:
Marek Poslusny Radek Gál Jan Pačák Vojtěch Vyplel Arnold Robinson Radek Šťastný JMZ Tomas Adamec Vít Šimáček Scelero Dominik Paľo Radek Křepela kentaur Vladimír Veselý zundik Martin Kotěra Martin Rolc tomas amperak Filip Stryk Tomas Musil_88 Mi Ka Václav Lukášek Hypno89 SaLIk LUKAS FERFECKI
Dodala bych, že použití fázových závěsů je obecně širší než jen syntéza nějakých kmitočtů. Typickým příkladem jsou převodníky kmitočet/napětí, což se potom používalo na demodulaci AFSK/FSK signálů (XR2211 například), obdobně samo zavěšení fázového závěsu může indikovat přítomnost nějakého kmitočtu, toho se zase využívalo v detektorech DTMF, v neposlední řadě musí fázový závěs obsahovat prakticky jakýkoliv systém synchronního seriového přenosu dat k regeneraci hodin, no a používají se i při demodulaci n-PSK či QAM signálů, kde VCO generuje jak sin() tak cos() vlnu, přičemž VCO se potom určitým způsobem řídí tak, aby se vyrovnalo ve fázi k oscilátoru v modulátoru, nejsnadnější je to u BPSK, který má jen sin() vlnu, čili čili usměrněná cosinová je vlastně fázová chyba VCO a ve smyčce se tím to VCO řídí. Trochu složitější je to u QPSK, které má buď sinovou, nebo cosinovou, ale nikdy obě současně, případně můžete detektor fázové chyby posunout o π/4 a pak zjistíte, že sinovou a kosinovou máte v amplitudě stejnou, no a se složitostí konstelace exploduje i složitost detektoru fázové chyby. Tady vidíte, že si PLL nemusíte věšet jen na nějaké lokální hodiny. Čistě analogovým příkladem užití fázového závěsu je stereodekoder rozhlasového přijímače, tady jsou dvě možnosti, buď máte stereo-AM, čímž vysílá asi šest stanic na světě a ve skutečnosti to není AM, ale dvě SSB, v každé je jeden kanál, to celé bez potlačené nosné, na kterou se právě chytá fázový závěs, čímž se vytváří LO pro demodulování rozfiltrovaných postranních, nebo máte stereo-FM, což je výrazně častější, kde tou FM modulujete takzvaný MPX signál, což je součet L+P v basebandu (kvůlivá kompatibilitě s mono přijímači) doplněný o 19kHz pilotní signál a L-P s potlačenou nosnou na 38kHz. Ano, 38kHz je dvojnásobek těch 19kHz, přičemž mnoho stereo dekoderů se chytá právě těch 19kHz fázovým závěsem, čímž si dělá 38kHz LO pro demodulaci rozdílové. Dále, VCO nemusí být tvořené jenom nějaký oscilátorem, ale harmonický signál vychází z rotačního pohybu, čili příkladem VCO může být i motor, kterému potom nějak snímáte otáčky a fázově ho zavěsíte na nějaký zdroj signálu. Takhle se řídily například rotační hlavy ve videomagnetofonech, kde se ta hlava fázově zavěšovala na televizní signál, fázový detektor potom vracel rozdíl fáze natočení hlavy vůči synchronizaci půlsnímku televizního signálu, no a podle rozdílu se potom ve smyčce řídil proud motorem, který točil hlavou. Dokonce u prvních videomagnetofonů (to se pohybujeme někde v 70. letech) tou hlavou točily dva motory, přičemž jeden byl synchronní napájený přímo ze sítě, druhý, stejnosměrný, seděl statorem na rotoru střídavého, no a tento stejnosměrný se právě řídil fázovým detektorem. Ono to totiž jinak nešlo, tehdy nebyly výkonové polovodiče, které by dokázaly vykrmit přímo motor hlavy, takže se doháněl jen rozdíl. Prostě fázový závěs se najde skoro ve všem.
Kritický je návrh smyčky fázového závěsu. Ta smyčka je z principu nějaká dolní propust, přičemž její mezní kmitočet definuje rychlost toho fázového závěsu, jinými slovy rychlost, se kterou VCO fázově dorovnává změny v referenčního signálu. Plynou z toho nějaké věci, je to zase zpětnovazební regulace, která může být přetlumená (fázák se dlouho zavěšuje a špatně sleduje změny reference), na mezi stability, nebo nedotlumená, no a to je právě největší průšvih. VCO potom kmitočtově i fázově potom v lepším případě plave kolem reference, v tom horším se to celé radostně rozkmitá a výstup z VCO potom máte kmitočtově modulovaný. Čili sledovat signál ve smyčce fázového závěsu je docela důležitá věc. Pokud máte stabilní referenci a zavěšený fázový závěs, měla by být střídavá složka smyčky fázového závěsu nulová. Ona nikdy nebude, protože už sama reference má fázový šum, totéž platí o VCO, něco dělá ta smyčka, jde spíše o to to minimalizovat.
Můžete nad tím ale přemýšlet i z druhé strany. Pokud do smyčky fázového závěsu pošlete nějaký signál, bude vám tahat VCO, takže na výstupu dostanete FMku. Fázový závěs bude ale pořád dohánět referenční signál, ale má jen nějakou konečnou rychlost, takže bude jen určitou rychlostí tu referenci dotahovat, takže z pohledu modulačního signálu se dá modulace do VCO chápat jako horní propust. Pokud budete kmitočtově tahat referenci, bude ji VCO dohánět zase jen s určitou rychlostí, čili z pohledu FM modulace to bude dolní propust, přičemž mezním kmitočtem je v obou případech rychlost smyčky fázového závěsu. Pokud tedy rozfiltruji modulační signál na horní a spodní složku, přičemž horní moduluji do VCO a spodní do reference, dostanu takzvanou dvoubodovou modulaci, z čehož bývali strašně divocí v Motorole, no a když jste rádio s tímto zázrakem měli na stole a měli ho seřídit, byli jste z toho divocí taky. Rozdíl byl pouze v tom, že oni řvali nadšením, kdežto vy vzteky. Nicméně se takhle daly vyrábět FSK/MSK/GMSK signály bez dalšího směšování, což velice zjednodušilo konstrukce radiostanic s pomalým digitálním přenosem. Ono ještě koncem 90. let GMSK vládlo světu.
O fázových závěsech by se toho dalo napsat poměrně hodně, ale nebudu to přehánět, spíše jsem chtěla ukázat, že fázový závěs se najde na mnoha místech a nemusí to být jen v nějakém VFO, ale vyskytuje se to i v poněkud komplexnějších věcech.
Výborné video 👍 Vf technika je určite zaujímavá odnož elektroniky, akurát vyžaduje drahé prístroje a niekedy aj mechanické až zámočnícke práce 😊
...jsem si nedávno navrhl takový pěkný docela ostrý filtřík.... Tak to už je úplně jiná liga 😀. To už není bastlení. Profík.
masakr! to jsme měli ve škole, ale jen základy :)
Co bude s práškem na elektronky?
ten je hotový, teď řeším trochu jiné věci :(