PLL İle Frekans Çarpımı

Frekans sayısal elektroniğin olmasa olmazıdır. Sayma işleminin yapılması için mutlaka osilan bir sistemin olması gerekir. Büyüklüklerin ölçülmesi için mutlaka frekansa çevirilmesi gerekir. Bir ADC‘nin ölçebilmesi için ölçülecek voltaj sayısal işarete çevrilmesi gerekir.

Frekansın devrelerde değerlendirmesi için bazı durumlarda bölme yada çarpma işlemine tabi tutulması gerekir. Bölme işlemi çok kolaydır. Çarpma işlemi ise biraz daha zordur. Çarpma işlemi içinse mutlaka bölünmesi gerekir. Şimdi böyle bir devrenin çalışmasını inceliyelim.

Devre Şeması

Devremize frekans girişinden giren işaret U1a C1 R1 tarafından sirriltilerek U2 ye girmektedir. U2 (CD4046) yapısı nedeniyle C2 yoluyla serbest bir frekasta bir işaret üretmektedir. Bunun başlangıcı U1 grişinden giren işaret tarafından oluşturulmaktadır.

Yani titreşim U1 girişiden giren işaretinden start almaktadır. U2 tarafından üretilen işaret f out (4 nolu bacak) ayağından alınarak U3 ve U4 tarafından bölünmektedir. Bu entegrenin her biri girişten giren frekans 16’ya bölünmektedir.

GS1 …GS‘den size uygun olanlar kısa devre yapılarak istediğiniz sayıya bölme sağlanarak U2’nin f in girişine bağlanmaktadır.U2 yapısı gereği bu frekansa kilitlenerek serbest osilatör çıkışından bo frekasta salınmaktadır. Kilitlenme gerçekleşince LED1 yanarak kullanıcıyı hanerdar eder.

Devrenin denemesi 100 Hz. girişle denenmiş ve sonuç alınmıştır. Frekansın artması durumunda C3 kondansatörünün değeri düşürülmelidir. Bu kondasatörün tantal kullanılmasında yarar vardır. Çarpma oranı belirlenirken birinci bölücünün (U3) kısa devre edilen uçlarındaki sayılar toplanır, ikinci bölücü (U4) kısa devre edilen uçlarıda kendi aralarında toplanır iki toplam çarpılarak çarpılan sayı bulunur.

Örneğin birinci bölücüde GS1 ve GS3 , ikinci bölücüde GS6 kısa devre edildi. GS1 2, GS3‘ bakıldığında 2 ve 8 görülmektedir yani (2+8=10) bölünür. GS6 ise 4 buradan (10×4=40) bulundu.Frekans girişinden 25Hz. girildiği düşünülürse frekans çıkışından (25×40=1000) Hz.olarak çıkar.

Şimdi devremizin nerelerde kullanılabileceğine bakalım. Bir takometre yapacağımızı düşünelim. Yani devir ölçer bir devre yaptığımızı düşünelim. Mutlaka frekans ölçüm yoluyla bu işlemi gerçekleştiririz. Frekansı saniyede bir okuduğumuzu düşünelim. Bir dakikada kaç devir olduğu iki yolla sayılabilir. Birinci yol dakikada bir frekansı okumak. İkinci yol ise giriş frekansını 60 ile çarparak saniyede bir kez okumaktır. Birinci yol pek mantıklı görülmüyor o zaman ikinci yol yani giriş frekansı 60 ile çarpılarak ölçüm yapılır.

Devre teğe göre düzenlenerek kullanılabilir. Bölücü olarak çalışan U3 ve U4 CD 4029 kullanıldı.Siz istediğiniz bir bölücü kullanabilirsiniz. Mesela CD4510-CD451 gibi bölücüler kullanılabilirsiniz.

Bölücü çıkışlarına dikkat edilirse direnç ve diyotlardan oluşmuş ve kapısı görülmektedir. Buralara ve kapısı koymak mümkündü. Devrenin büyümemesi amacıyla bu yol denendi. Devre denenmiştir. Deneyeceklere başarılar.

Mustafa Sayan