【實作實驗室】衛星訊號調變器維修 DIY（上）

Posted By StrongPiLab on 9 月 9, 2024 in 實作派StrongPiLab, 教學文, 案例研究, 電子學 | 0 comments

前幾天聽同事說有一台衛星訊號的調變器 Modulator 掛了，由於是台歷史悠久的儀器，也過保固很久了，所以基本上送修跟買新機的費用會幾乎一樣，看來這意思就是要來維修 DIY 了。

如下圖，當我看到儀器時，右方一顆紅色的警告燈馬上映入眼簾，為了看到細節，馬上進入儀器的警報 Alarm 選單，看看到底是怎麼回事，結果訊息顯示是頻率合成器 Synthesizer 裡面的鎖相迴路 Phase Lock Loop 故障了，這下麻煩了，它可不像一般接觸不良這麼好處理。

儀器顯示 PLL 故障（圖片來源：實作派提供）

鎖相迴路 Phase Lock Loop/PLL

鎖相迴路的概念並不難，它的目的很簡單，就是要讓 Output 相位與 Input 相位同步，也就是 Vin 往上跳，Vout 也要往上跳，反之亦然，總之就是輸出相位要跟緊，有跟上源頭就稱為 Lock，沒跟上就稱為 UnLock。

你可能會覺得輸出和輸入頻率的相位若同步的話，那兩者頻率不就一樣？那就直接拉一條線過去就好了，這樣多此一舉鎖相位是鎖心酸的嗎？答案在下圖，因為 PLL 通常拿來作倍頻用，如下圖只要在 PLL 當中加個 N 倍的除頻器，如此一來壓控振盪器 Voltage Control Oscillator（VCO）的輸出頻率 fout 就會是 N 倍的輸入頻率 fin。