Principio de funcionamiento de un pll

El Principio de Funcionamiento del PLL

Un PLL es un sistema de feedback que comprende un comparador de fase, un filtro pasa bajas y un amplificador de error en la trayectoria de la señal hacia adelante y un oscilador controlado por tensión (VCO) en la trayectoria de feedback. El diagrama en bloques de un sistema PLL básico aparece en la figura 1.

Figura 1. Diagrama básico en bloques de unPLL.

El detector de fase, como su propio nombre indica, es capaz de determinar el desfase existente entre dos señales. Existe una gran variedad de ellos, de los que se destacan los siguientes: detectores de fase de muestreo y retención, detectores de fase de tipo discriminador, detectores de fase de tipo multiplicador y detectores de fase digitales. Dependiendo de la aplicación para la que se vaa usar el PLL hay que ponerle un detector de fase u otro, ya que no hay uno que sea el mejor sino que depende del uso que se le dé al circuito.
Para elegir un detector u otro hay que tener en cuenta, principalmente, dos factores: el tipo de señal de entrada y el intervalo de error de fase de entrada en el cual la salida es lineal. Dependiendo del tipo de señal de entrada que se va a aplicar alPLL se usará un tipo de detector de fase u otro ya que, por ejemplo, una entrada cosenoidal y una entrada digital requieren detectores de fase diferentes. Por otra parte, según sea el intervalo de error de fase de la entrada en el cual la salida es lineal también se utiliza un detector de fase u otro. Cuanto más amplio sea dicho intervalo más útil va a ser el detector de fase para controlar el lazoy además el ruido va a afectar menos. Los detectores de fase de tipo multiplicador y los digitales son los que más se utilizan. Los primeros son útiles cuando la señal de entrada es de tipo cosenoidal y los segundos, como su nombre indica, son usados para señales de entrada de tipo digital.
Dentro del lazo de realimentación de un PLL aparte de un filtro y de un detector de fase se encuentra unVCO. Como ya se sabe, los VCO son osciladores controlados por voltaje. Hay varios tipos de VCO que se pueden usar en los PLL: osciladores de cristal, osciladores LC y multivibradores RC. Al igual que con los detectores de fase se va a usar un VCO u otro dependiendo del tipo de aplicación se le dé al PLL. Los dos factores que se analizan para elegir el tipo de VCO más adecuado son la estabilidad defase y el intervalo de control. La frecuencia del VCO está sujeta a la señal de entrada, pero la relación de fase de salida del oscilador con la entrada va a depender de la frecuencia natural del oscilador. Por lo tanto, va a influir mucho el tipo de VCO que se utilice. La frecuencia natural de oscilación va a variar con la temperatura, el tiempo y el ruido de la entrada, produciéndose un cambioen la fase de salida que, si es muy grande, puede llegar a perderse la sujeción. Por lo tanto, para tener una buena estabilidad, la frecuencia del VCO debe ser lo menos variable posible frente a la temperatura, tiempo y ruido. Por otro lado, es conveniente que el VCO esté relacionado en un rango de frecuencias lo más grande posible, debido a que cuanto mayor sea el intervalo de control resulta másfácil para el lazo mantener dicho control.
Tal vez el punto más importante que hay que comprender cuando se diseña con el PLL es que se trata de un sistema de retroalimentación y, por lo tanto, está caracterizado matemáticamente por las mismas ecuaciones que se aplican a los sistemas de feedback más convencionales. Los parámetros en las ecuaciones son un poco diferentes, sin embargo, dado que laseñal de error de feedback, en el sistema de enganche de fase, es una señal de fase antes que una señal de tensión o corriente como es usualmente el caso de los sistemas de feedback convencionales.

Operación de Lazo

El principio básico de operación de un PLL puede ser explicado brevemente como sigue: sin ninguna señal de entrada aplicada al sistema, la tensión de error Vd(t) es igual a...