مرشحات المتوسط المتحرك على أساس الحلقات المقفلة على الطور: تحليل الأداء وإرشادات التصميم

تعتبر الحلقات المقفلة على الطور (PLLs) ربما أكثر تقنيات التزامن استخدامًا في التطبيقات المتصلة بالشبكة. التحدي الرئيسي المرتبط بـ PLLs هو كيفية تقدير الطور والتردد بدقة وسرعة، عندما يكون جهد الشبكة غير متوازن و/أو مشوّه. للتغلب على هذا التحدي، تم اقتراح دمج مرشحات المتوسط المتحرك (MAF) في هيكل PLL في بعض الأدبيات الحديثة. الـ MAF هو مرشح ذو استجابة نبضية نهائية بخطٍّ خطي للطور، ويمكن أن يعمل كمرشح منخفض التمرير مثالي، إذا تحققت شروط معينة. الهدف الرئيسي من هذه الورقة هو تقديم إرشادات تصميم التحكم لدوائر PLL القائمة على MAF النموذجية. تبدأ الورقة بوصف عام لمرشحات MAF. ثم يتم شرح التحدي الرئيسي المرتبط باستخدام MAFs، ومناقشة الحلول الممكنة. ثم تتابع الورقة بمراجعة مختصرة لمختلف حلقات PLL المبنية على MAF. في كل حالة، يتم عرض وصف مخطط دائرة PLL، ويتم مناقشة المزايا والقيود بإيجاز، وتقييم أسلوب الضبط (إذا كان متاحًا). بعد ذلك، تقدم الورقة طريقتين منتظمتين لتصميم معلمات التحكم لحلقة PLL نموذجية تعتمد على MAF: الأولى لحالة استخدام مرشح نوع النسبة-التكامل (PI) في PLL، والأخرى لحالة استخدام مرشح نوع النسبة-التكامل-التفاضل (PID). أخيرًا، تقارن الورقة أداء PLL المبني على MAF والذي تم ضبطه بشكل جيد عند استخدام مرشح نوع PI مع نتائج استخدام مرشح نوع PID، الذي يوفر رؤى مفيدة حول قدراتهم وقيودهم.