Simulation
avec LTspice IV
- Multiplieur de fréquence avec une PLL (boucle à verrouillage de phase)
Voici un exemple où nous allons multiplier par 2, 4 et 8 la fréquence d'une horloge grâce à une PLL.
1. Saisie du schéma
L'horloge de base (0 V / 1 V) a une fréquence f = 1 kHz.
Par la suite, un niveau logique 0 correspond à 0 V et un niveau logique 1 correspond à 1 V.
La boucle à verrouillage de phase (PLL : Phase Lock Loop) est un
asservissement de phase.
La PLL est constituée de 3 éléments :
- une porte logique ou exclusif (comparateur de phase)
- un filtre passe-bas (R1 et C1, constante de temps 1 ms)
- un oscillateur commandé en tension (VCO : Voltage Controlled
Oscillator)
Dans la chaîne de retour, on place 3 diviseurs de fréquence par 2 (à base de bascules logiques de type D).
On divise ainsi la fréquence par 8.
Edit -> Component : xor (porte logique ou exclusif)
Value : ref=0.5V
En entrée de la porte logique :
- 0 logique si v < 0,5 V
- 1 logique si v > 0,5 V
En sortie de la porte logique :
- 0 logique -> 0 V
- 1 logique -> 1 V
Edit -> Component : modulate (VCO linéaire)
Value : mark=16000 space=0
0 V donne 0 Hz
1 V donne 16 kHz
0,5 V donne 8 kHz (soit 8 fois la fréquence de l'horloge de base)...
La sortie du VCO est sinusoïdale (amplitude ± 1 V).
Un trigger de Schmitt permet de mettre en forme ce signal.
Edit -> Component : schmtbuf (trigger de Schmitt non inverseur)
Value : Vt=0V Vh=0.01V
Les tensions de seuil du trigger sont donc :
- 0 + 0,01 = 0,01 V
- 0 - 0,01 = -0,01 V
2. Simulation
Simulate -> Edit Simulation Cmd :
Transient : Stop Time : 20 ms
On lance la simulation (Simulate -> Run) :
On voit qu'à partir d'une horloge de fréquence f (1 kHz), on obtient les fréquences multiples 2f, 4f et 8f (2, 4 et 8 kHz).
On remarque que le régime transitoire dure environ 6 ms :
Cette technique est très utilisée.
Dans votre ordinateur, vous avez une PLL qui permet d'obtenir, à partir
d'un oscillateur à quartz (plusieurs dizaines de MHz), une fréquence d'horloge beaucoup plus grande
(plusieurs centaines de MHz).
Il faut aller dans le BIOS pour accéder aux paramètres de cette PLL.
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© Fabrice Sincère ; Révision 1.4.2
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