Il Phase-Locked Loop, o PLL, è un tipo di circuito elettronico utilizzato per sincronizzare un segnale di ingresso con un segnale di riferimento. È ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione e di controllo per mantenere una frequenza stabile.
Il PLL funziona confrontando la frequenza del segnale di ingresso con quella del segnale di riferimento. Se c'è una differenza tra i due, il PLL regola la frequenza del segnale di ingresso in modo che corrisponda a quella del segnale di riferimento.
I PLL sono utilizzati in una varietà di applicazioni, come sintetizzatori di frequenza, ricevitori radio, sintonizzatori televisivi, moltiplicatori di frequenza e sfasatori. Sono utilizzati anche negli alimentatori e nei sistemi di controllo dei motori.
Un PLL è tipicamente costituito da tre componenti principali: un rilevatore di fase, un filtro passa-basso e un oscillatore controllato in tensione. Il rilevatore di fase confronta la fase del segnale di ingresso con quella del segnale di riferimento, mentre il filtro passa-basso smussa il segnale del rilevatore di fase. L'oscillatore controllato in tensione regola quindi la frequenza del segnale di ingresso di conseguenza.
Il principale vantaggio dell'uso di un PLL è che consente la sincronizzazione dei segnali in un sistema, necessaria per il corretto funzionamento di molti dispositivi elettronici. I PLL hanno anche una distorsione molto bassa e bassi livelli di rumore, che li rendono una scelta affidabile per molte applicazioni.
Il principale svantaggio dell'uso di un PLL è che c'è un limite a quanto il PLL può regolare la frequenza del segnale di ingresso. Inoltre, i PLL richiedono una fonte di alimentazione e la frequenza di uscita è influenzata dalle variazioni di temperatura e dal rumore.
Quando si progetta un PLL, è importante considerare il tipo di segnale di ingresso, il segnale di riferimento e la gamma di frequenze che il PLL deve gestire. Inoltre, il tipo di rivelatore di fase e di filtro passa-basso deve essere scelto in base all'applicazione.
Il Phase-Locked Loop è un tipo di circuito elettronico utilizzato per sincronizzare un segnale di ingresso con un segnale di riferimento. Le sue applicazioni spaziano dai sintetizzatori di frequenza ai sistemi di controllo dei motori e i suoi vantaggi includono bassa distorsione e bassi livelli di rumore. Tuttavia, nella progettazione di un PLL è importante considerare il tipo di segnale di ingresso, il segnale di riferimento e la gamma di frequenze che il PLL deve gestire.
Ci sono alcune cose che devono accadere affinché un PLL si blocchi. Innanzitutto, il loop deve essere chiuso. Ciò significa che il percorso di retroazione dall'uscita all'ingresso deve essere completo. In secondo luogo, il segnale di ingresso deve avere la frequenza corretta. Il PLL non si blocca se il segnale di ingresso è troppo basso o troppo alto. In terzo luogo, il PLL deve disporre di un segnale di riferimento stabile. Questo segnale viene utilizzato per confrontare il segnale di ingresso e di solito è fornito da un oscillatore a cristallo. Infine, il PLL deve avere un guadagno sufficiente. Se il PLL non ha un guadagno sufficiente, non sarà in grado di agganciarsi al segnale di ingresso.
Un loop ad aggancio di fase (PLL) è un sistema di controllo a retroazione che genera un segnale di uscita la cui fase è legata alla fase di un segnale di ingresso. Il segnale di ingresso è tipicamente un segnale periodico, come un'onda sinusoidale, mentre il segnale di uscita è tipicamente un'onda quadra o un segnale modulato. Si dice che il segnale di uscita è bloccato rispetto al segnale di ingresso se i due segnali hanno una differenza di fase costante.
I PLL sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la sintesi di frequenza, la demodulazione e il recupero dell'orologio. Sono utilizzati anche nei ricevitori radio per selezionare una particolare frequenza dal segnale ricevuto e nei sistemi digitali per sincronizzare l'orologio di sistema con il segnale di clock di un computer o di un altro dispositivo digitale.
Il principio di base di un PLL consiste nel confrontare la fase del segnale di ingresso con la fase di un segnale di riferimento e utilizzare il segnale di errore risultante per controllare la fase di un oscillatore controllato in tensione (VCO). Il VCO genera il segnale di uscita, che viene poi riportato all'ingresso del PLL. L'anello di retroazione fa sì che il segnale di uscita segua la fase del segnale di ingresso, in modo che i due segnali abbiano una differenza di fase costante.
I PLL hanno in genere tre componenti principali: un rilevatore di fase, un VCO e un filtro. Il rilevatore di fase confronta la fase del segnale di ingresso con quella del segnale di riferimento e genera un segnale di errore. Il VCO genera il segnale di uscita, che viene poi riportato all'ingresso del PLL. Il filtro serve a rimuovere le frequenze indesiderate dal segnale di errore.
I PLL possono essere ad anello aperto o ad anello chiuso. In un PLL ad anello aperto, il segnale di errore viene utilizzato per controllare direttamente la fase del VCO. In un PLL ad anello chiuso, il segnale di errore viene utilizzato per controllare un anello di retroazione, che a sua volta controlla la fase del VCO.
I PLL possono funzionare in modalità lineare o non lineare. In modalità lineare, il PLL funziona come un sistema di controllo a retroazione convenzionale. Il rilevatore di fase produce un segnale di errore proporzionale alla differenza di fase tra il segnale di ingresso e quello di riferimento. Questo segnale di errore viene quindi utilizzato per controllare la fase del VCO. In modalità non lineare, il PLL utilizza una funzione non lineare per mappare la differenza di fase tra i segnali di ingresso e di riferimento sul segnale di uscita.
I PLL hanno in genere una larghezza di banda molto più stretta della larghezza di banda del segnale di ingresso. Ciò consente al PLL di seguire la fase del segnale di ingresso su un'ampia gamma di frequenze. I PLL hanno anche un elevato grado di stabilità di frequenza, motivo per cui vengono spesso utilizzati in applicazioni in cui è richiesto un segnale di uscita stabile.