Simulation d’une PLL

Le logiciel de simulation LTSpice permet la simulation de boucle à verrouillage de phase notamment par l’utilisation d’un bloc modulate réalisant la fonction VCO. Ce bloc s’utilise simplement en définissant dans le champ « value » de ce composant, les 2 quantités Mark et Space correspondant aux fréquences que l’on obtient en sortie lorsque l’on applique respectivement sur l’entrée FM une tension de 1V et de 0V.
La caractéristique de transfert du VCO peut alors s’écrire :

Fvco = Space + FMinput*(mark-Space)

Le schéma proposé ici met en oeuvre une PLL basique à base d’un comparateur de phase analogique de type multiplieur suivi d’un filtre passe bas.

Télécharger ici le fichier de simulation prêt à l’emploi. Attention ce fichier nécessite l’installation de la bibliothèque supplémentaire SP.lib

On applique sur l’entrée du montage un signal modulé en fréquence par un signal triangulaire lent. Cette simulation permet ainsi de mettre en évidence les plages de fonctionnement de la PLL. Lorsque la PLL est accrochée, le signal de commande du VCO au point « y » suit parfaitement les variations de fréquence. On obtient alors une droite dans la représentation y en fonction de x comme l’indique la figure suivante. Sur l’échelle x, 1V représente 50kHz et pour x=0V la fréquence est de 100kHz ce qui permet d’en déduire directement les valeurs des plages de fonctionnement de la PLL.

NB : Si l’on remplace le générateur triangulaire par un générateur carré dont les amplitudes permettent de rester dans la plage de capture, on obtiendra alors la réponse indicielle de la PLL en observant la tension au point « y ».