Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты

Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты

This article considers the experimental research of transient processes that occur in digital phase-locked loops (DPLL) after closing the feedback loop. Firmware implementation of DPLL device was made for this purpose.The paper shows the block diagram of the DPLL and describes its mathematical model...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2016
Автори: Bondariev, A. P., Altunin, S. I.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2016
Теми:
программно-аппаратная реализация
ЦФАПЧ
переходной процесс
частотная и фазовая ошибка синхронизации
коэффициент затухания
резонансная частота
Онлайн доступ:https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2016.4-5.15
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Technology and design in electronic equipment

Репозитарії

Technology and design in electronic equipment
id oai:tkea.com.ua:article-230
record_format ojs
spelling oai:tkea.com.ua:article-2302025-05-30T19:31:10Z Experimental research of transient processes in firmware digital phase-locked loop Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты Bondariev, A. P. Altunin, S. I. firmware implementation DPLL frequency and phase synchronization error damping factor natural frequency transient process программно-аппаратная реализация ЦФАПЧ переходной процесс частотная и фазовая ошибка синхронизации коэффициент затухания резонансная частота This article considers the experimental research of transient processes that occur in digital phase-locked loops (DPLL) after closing the feedback loop. Firmware implementation of DPLL device was made for this purpose.The paper shows the block diagram of the DPLL and describes its mathematical model. In particular, the location of poles and zeros of DPLL transfer function was determined by the transfer function of the 2nd order analog PLL and the formulas for digital filter coefficients were deducted. The article also represents the block diagram of hardware part of the firmware DPLL. Its key part is the STM microcontroller which is connected to the PC. For convenience reasons, the unique interface between the microcontroller and the PC was created in order to present waveforms of several signals simultaneously. Moreover, the paper depicts the algorithm of software part of the firmware DPLL in general as well as the detailed algorithm of voltage-controlled oscillator (VCO) operation – it works as direct digital synthesizer (DDS).The experimental research of the frequency acquisition process of harmonic oscillation was performed for three different sets of DPLL parameters. For each case the location of DPLL poles and zeros and plots of DPLL key signals (tracking error, current frequency and phase of output signal) were shown. Obtained diagrams demonstrate that a change of the DPLL natural frequency and damping factor influences on the transient process duration. Pictures of signal waveforms from oscilloscope confirm these results. Furthermore, the results of the firmware DPLL research correspond to investigation results of existing simulation model of this DPLL with sufficient accuracy. Работа посвящена экспериментальному исследованию переходных процессов, возникающих в устройстве цифровой фазовой автоматической подстройки частоты (ЦФАПЧ) после замыкания петли обратной связи. Для решения поставленной задачи была выполнена программно-аппаратная реализация устройства ЦФАПЧ. В статье приведена структурная схема устройства и описана его математическая модель. Рассмотрен процесс захвата частоты гармонического колебания и про­анализировано влияние основных параметров устройства (собственной частоты и коэффициента затухания) на продолжительность переходного процесса. Приведены графики ключевых сигналов устройства для оценки продолжительности переходного процесса. Результаты экспериментального исследования программно-аппаратного устройства ЦФАПЧ сопоставлены с результатами исследования его имитационной модели. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2016-10-29 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2016.4-5.15 10.15222/TKEA2016.4-5.15 Technology and design in electronic equipment; No. 4–5 (2016): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 15-22 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 4–5 (2016): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 15-22 3083-6549 3083-6530 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2016.4-5.15/200 Copyright (c) 2016 A. P. Bondariev, S. I. Altunin http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
institution Technology and design in electronic equipment
baseUrl_str
datestamp_date 2025-05-30T19:31:10Z
collection OJS
language Ukrainian
topic программно-аппаратная реализация
ЦФАПЧ
переходной процесс
частотная и фазовая ошибка синхронизации
коэффициент затухания
резонансная частота
spellingShingle программно-аппаратная реализация
ЦФАПЧ
переходной процесс
частотная и фазовая ошибка синхронизации
коэффициент затухания
резонансная частота
Bondariev, A. P.
Altunin, S. I.
Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
topic_facet firmware implementation
DPLL
frequency and phase synchronization error
damping factor
natural frequency
transient process
программно-аппаратная реализация
ЦФАПЧ
переходной процесс
частотная и фазовая ошибка синхронизации
коэффициент затухания
резонансная частота
format Article
author Bondariev, A. P.
Altunin, S. I.
author_facet Bondariev, A. P.
Altunin, S. I.
author_sort Bondariev, A. P.
title Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_short Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_full Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_fullStr Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_full_unstemmed Экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_sort экспериментальное исследование переходных процессов в программно-аппаратном устройстве цифровой фазовой автоподстройки частоты
title_alt Experimental research of transient processes in firmware digital phase-locked loop
description This article considers the experimental research of transient processes that occur in digital phase-locked loops (DPLL) after closing the feedback loop. Firmware implementation of DPLL device was made for this purpose.The paper shows the block diagram of the DPLL and describes its mathematical model. In particular, the location of poles and zeros of DPLL transfer function was determined by the transfer function of the 2nd order analog PLL and the formulas for digital filter coefficients were deducted. The article also represents the block diagram of hardware part of the firmware DPLL. Its key part is the STM microcontroller which is connected to the PC. For convenience reasons, the unique interface between the microcontroller and the PC was created in order to present waveforms of several signals simultaneously. Moreover, the paper depicts the algorithm of software part of the firmware DPLL in general as well as the detailed algorithm of voltage-controlled oscillator (VCO) operation – it works as direct digital synthesizer (DDS).The experimental research of the frequency acquisition process of harmonic oscillation was performed for three different sets of DPLL parameters. For each case the location of DPLL poles and zeros and plots of DPLL key signals (tracking error, current frequency and phase of output signal) were shown. Obtained diagrams demonstrate that a change of the DPLL natural frequency and damping factor influences on the transient process duration. Pictures of signal waveforms from oscilloscope confirm these results. Furthermore, the results of the firmware DPLL research correspond to investigation results of existing simulation model of this DPLL with sufficient accuracy.
publisher PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
publishDate 2016
url https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2016.4-5.15
work_keys_str_mv AT bondarievap experimentalresearchoftransientprocessesinfirmwaredigitalphaselockedloop
AT altuninsi experimentalresearchoftransientprocessesinfirmwaredigitalphaselockedloop
AT bondarievap éksperimentalʹnoeissledovanieperehodnyhprocessovvprogrammnoapparatnomustrojstvecifrovojfazovojavtopodstrojkičastoty
AT altuninsi éksperimentalʹnoeissledovanieperehodnyhprocessovvprogrammnoapparatnomustrojstvecifrovojfazovojavtopodstrojkičastoty
first_indexed 2025-09-24T17:30:34Z
last_indexed 2025-09-24T17:30:34Z
_version_ 1850410226329583616

Схожі ресурси