A frekvencia-szintézer
A kvarc mellett a másik lehetőség az órajelek előállítására a feszültség vezérelt oszcillátor, ami néhány logikai kapuból, ellenállásból és kondenzátorból elkészíthető.
Ennek angol neve Voltage Controlled Oscillator, röviden VCO.
A VCO úgy működik, hogy a bemenetre adott egyre nagyobb feszültség hatására a C kondenzátor egyre rövidebb idő alatt töltődik fel, így egyre nagyobb a kimeneti frekvencia.
Ezzel ugyan bármilyen frekvenciát előállíthatunk, de az nem stabil. Érzékeny a feszültség-ingadozásokra, az alkatrészek pontosságának szórására, hőmérsékletre, az alkatrészek öregedésére, stb. Tehát van egy stabil kvarc-oszcillátorunk max 75 MHz-cel, és van egy VCO-nk, ami gigaherzeket is tudhat, de nem stabil. Ezekből kellene összehoznunk valamit, egyesítve mindkettő kedvező tulajdonságait.
Hirdetés
A fáziszárt hurok, vagyis PLL
A megoldást a fáziskomparátor jelenti. Ez is mindössze néhány kapuból áll. A következő a működése: ha a kvarc jele jön be előbb, akkor a hiba idejére a K1 bekapcsolásával növeli a C1 kondenzátort feszültségét, ezzel növeli a VCO bemenő feszültségét, vagyis a frekvenciát. Ha a VCO jele jön be előbb, a K2 kapcsol be, csökkenti C1 feszültségét, ezzel a VCO frekvenciáját. Ha nincs hiba, egyik kapcsoló sem kapcsol, a C1 feszültsége változatlan marad. Ez az alábbi ábrán látható:
Ezzel a megoldással kvarc-pontosságúvá tettük a VCO-t (és a két rezgés is szinkronban van, fázishelyesek), csak 1 baj van vele: pont ugyanazt a frekvenciát állítja elő, mint a kvarc. Ahhoz, hogy nagyobb frekvenciát állítsunk elő, be kell csapnunk a komparátort egy osztóval. (Egyből egy programozható osztót rajzoltam be.) Így a VCO kimenő frekvenciája annyiszorosa lesz a kvarc frekvenciájának, amennyi az osztó értéke. 1MHz-es kvarcnál, és 8 bites osztónál 1 és 255MHz-es tartományban, 1MHz-es lépésekben állítható lett a frekvencia. (Tulajdonképpen, már elő is állítottuk az FSB-t.)
Most már csak a Bios megfelelő regisztereibe be kell írni a szorzási arányokat. Az én alaplapom kb. így néz ki (HT nélkül):
Ezt a megoldást használják a rádiókban és tévékben is (digitálisan hangolt tunerek), mikor csatornát keresünk/kiválasztunk.
Egy tipikus 50ft-os IC blokkvázlata, mely tartalmazza a fáziskomparátor-VCO párost.
Ennek kicsit továbbfejlesztett változata, részletesebb blokkvázlattal.
---------------------------------------------------------------------------------------------
