Tuesday, July 6, 2010

Rangkaian Detektor Fasa




Ada berbagai macam rangkaian detektor fasa. Dalam sistem analog misalnya, dikenal rangkaian Ring Modulator dan Double Balance Mixer, sedangkan pada sistem digital dikenal rangkaian: OR-Gate, XOR-Gate, RS Flip-Flop, 3-State Buffer, dan Phase Frequency Detector (PFD). Dalam artikel ini hanya PFD yang akan dibahas, mengingat PFD paling banyak digunakan sebagai detektor fasa dalam sistem PLL.

Gambar (a) Rangkaian Phase Frequency Detector
Komponen utama PFD adalah dua buah positif edge triggered D-Flip-Flop, dua buah FET (Field Effect Transistor), dan sebuah AND-Gate sebagaimana ditunjukan pada gambar (a) di atas. Positif edge triggered artinya output Flip-Flop akan berubah hanya pada saat tegangan inputnya sedang dalam transisi naik, yaitu pada saat berubah dari dari kondisi “0” ke kondisi “1”. Di luar transisi naik ini kondisi Flip-Flop tidak akan berubah.
Dengan adanya rangkaian positif edge triggered maka pendeteksian beda fasa tidak tergantung dari duty cycle (lebar pulsa) sinyal input, mengingat sinyal yang dideteksi ini umumnya berupa pulsa-pulsa dengan duty cycle yang sangat rendah sebagai akibat dari rangkaian pembagi frekuensi. Sebab setelah melalui rangkaian pembagi frekuensi, duty cycle pulsa akan menurun sebanding dengan besarnya bilangan pembagi. Makin tinggi bilangan pembagi akan makin rendah duty cycle dari pulsa itu. Pulsa dengan duty cycle yang rendah akan terlihat seperti deretan jarum ketika dilihat di layar osiloskop.

Gambar (b) Bentuk sinyal output PFD
Sebagaimana digambarkan dalam gambar (b) di atas, rangkaian PFD akan menghasilkan 4 kondisi sebagai berikut:
"11" Pada saat kedua input sama-sama “1” kedua flip-flop akan sama-sama”1”     oleh AND-    Gate     tegangan ini digunakan untuk me-reset kembali flip-flop.
"10" Pada saat input B= ”0” dan A transisi naik ke “1” maka FET jenis P akan ON. Sedangkan FET jenis N akan OFF dan output PFD akan sama dengan +VDD.
"01"Pada saat input A=”0 dan B transisi naik ke “1” maka FET jenis P akan OFF, sedangkan FET jenis N akan ON sehingga output PFD akan = - VDD yang dalam hal ini sama dengan nol.
"00" Pada saat kedua input sama dengan “0” maka output kedua flip-flop juga akan sama-sama “0”. Kedua FET tidak bekerja sehingga output PFD seolah-olah terputus.

Dalam rangkaian PLL, input A misalnya adalah sinyal referensi (fr) sedangkan input B adalah sinyal dari VCO (fo). Bila misalnya fo turun hingga lebih kecil dari fr, maka tegangan rata-rata output PFD akan tinggi (gambar c). Tegangan ini akan membuat fo naik kembali karena kapasitansi varaktor dalam VCO mengecil. Sebaliknya bila fo naik hingga lebih besar dari fr maka tegangan rata-rata output PFD akan rendah (gambar d). Tegangan ini akan membuat fo turun kembali karena nilai kapasitansi varaktor di dalam VCO membesar. Itulah sebabnya rangkaian ini disebut PFD (Phase-Frequency Detector) yang berarti detektor ini tidak hanya mampu mendeteksi beda fasa tetapi juga beda frekuensi. Atas sifatnya ini maka PFD banyak sekali digunakan sebagai detektor fasa/frekuensi dalam sistem PLL.

Gambar (c) Pada saat fo < fr (d) Pada saat fo > fr

Gambar (e) memperlihatkan karakteristik tegangan output PFD sebagai fungsi dari beda fasa inputnya. Pada gambar ini terlihat bahwa PFD mampu mengakomadasi beda fasa mulai dari +360° hingga – 360° dengan tingkat kelinieran yang tinggi. Berdasrkan kurva karakteristik ini kemudian bisa diturunkan nilai Konstanta detektor fasa. Konstanta ini, bersama-sama dengan Konstanta yang lain (Konstanta VCO, Konstanta LPF, Konstanta penguat DC, dan bilangan pembagi frekuensi N), akan menentukan karakteristik PLL. Contoh PFD, VCO dan konsep penentuan karakteristik PLL dapat dipelajari lebih lanjut dalam datasheet IC tipe TLC-2932 (www.alldatasheet.com).

Untuk sumber lebih lanjut ke http://www.2wijaya.com/2W/detektorfasa.htm :P

shareyahoo invisible

No comments:

Post a Comment