Bucle Enganchado en Fase (PLL: Phase Locked Loop)

Publicado: 25 enero 2011 en Clase 7

Es un sistema de realimentación negativa, cuya operación está relacionada estrechamente con la modulación de frecuencia. Puede ser usado para sincronización, división o multiplicación de frecuencias, y  para demodulación  indirecta  de  frecuencia.

Esta constituido primordialmente por tres elementos: un multiplicador, un filtro de lazo y un oscilador controlado por voltaje, conectados formando un lazo realimentado.

El VCO es un generador sinusoidal en el que la frecuencia es determinada por una tensión aplicada por una fuente externa así cualquier modulador de frecuencia puede usarse.

El objetivo de un PLL es generar una salida de VCO (r(t)) que tenga el mismo ángulo de fase (excepto por una diferencia fija de 90°) que la señal de entrada FM.

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 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 va a 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.
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 cero .  El VCO opera a una frecuencia establecida “wo” que es conocida como la frecuencia de operación libre o frecuencia natural. Si se aplica una señal entrante al sistema, el comparador de fase compara la fase y la frecuencia de la entrada con la frecuencia del VCO y genera una tensión de error Ve(t) que está relacionada con la fase y la diferencia de frecuencia entre las dos señales.
Este error de tensión es luego filtrado, amplificado y aplicado a la terminal de control del VCO.  De esta manera, la tensión de control Vd(t) fuerza a la frecuencia del VCO a variar en una dirección que reduce la diferencia de frecuencia entre “wo” y la señal de entrada.  Si la frecuencia de entrada “wi” está suficientemente cerca a “wo”, la naturaleza de feedback del PLL hace que el VCO se sincronice o enganche con la señal de entrada.
Una vez enganchado, la frecuencia del VCO es idéntica a la señal de entrada excepto por una diferencia de fase finita.  Esta diferencia de fase neta qo es necesaria para generar la tensión de error correctivo Vd(t), para desplazar la frecuencia del VCO de su valor de frecuencia libre a la frecuencia de la señal entrante “wi” y, así, mantener el PLL enganchado.  Esta habilidad de auto corrección del sistema también permite al PLL rastrear los cambios de frecuencia de la señal entrante una vez que está enganchado.
El rango de frecuencias sobre las cuales el PLL puede mantener su enganche con una señal entrante es definido como el rango de enganche del sistema.  La banda de frecuencias sobre las cuales el PLL puede adquirir enganche con una señal entrante se conoce como el rango de captura del sistema, y nunca es mayor que el rango de enganche.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s