WERELD & DENKEN
 
 

Toelichting bij Terugkoppeling: phase locked loop

aug.2010

... De werking van terugkoppeling kan het best worden toegelicht vanuit de techniek, en het bekendste voorbeeld aldaar is de teruggekoppelde oscillator, bekend onder zijn Engelse term phase locked loop of PLL. We gebruiken een fictief voorbeeld, dat sterk lijkt op de praktische toepassingen.
    Muziekinstrumenten produceren toon,geluid,met mechanische middelen,zoals een een gespannen snaar in viool en piano. Om het instrument te stemmen gebruikte men vroeger wel een stemvork, zie rechts. Neem even aan dat de stemvork een toon van 1000 Hertz produceert
    Stel dat je nu een moderne, elektronische, stemvork wilt maken. Nu blijkt het heel moeilijk om met puur elektronische middelen een constante frequentie van 1000 Hertz te produceren. De onderdelen gebruikt in zo'n oscillator zijn allemaal afhankelijk van temperatuur, sommige zelfs van vochtigheid, en ze veranderen met het ouder worden (door chemische processen in de onderdelen). Technisch gezien is het een nachtmerrie.
   De oplossing: gebruik toch een mechanische oscillator. Maar wil die mechanische oscillator in het doosje van de elektronica passen, moet die erg klein zijn - liefst niet meer dan een paar millimeter.
   Zo'n miniatuur mechanische oscillator gekoppeld aan elektronica is makkelijk te maken, en ziet  er inderdaad bijna uit als een miniatuur stemvork. Er echter een klein probleem: omdat die stemvork zo klein is, produceert hij heel hoge frequenties - typisch in de orde van 10 miljoen Hertz, 10 MHz, dus 10 duizend keer te hoog. De kunst is om daarvan 1000 Hertz te aken.
    Nu is die kunst niet zo moeilijk, als je zogenaamde blokgolven gebruikt - geen nette (sinus) golven zoals ze uit een piano en een stemvork komen, maar puur vierkante golven die een afschuwelijk geluid produceren.
    De truc die toegepast wordt is het volgende: voor het geluid wordt een oscillator gebruikt die mooie ronde sinusgolven produceert, en die geen constante frequente heeft, maar juist verandervaar is, in te stellen door een ergens een voltage te veranderen - dit heet een VCO - een "voltage controlled  oscillator". En deze oscillator gaan we sturen met de exacte frequentie van de blokgolven. Die we eerst "even" door 10 duizend delen. Het circuit gaat er dan zo uitzien:


Naar Psychologische krachten  , Psychologie lijst  , Psychologie overzicht  , of site home  .