Phase-Locked Loop (PLL)

Published On Sep-22-2017

Transcripción

Hemos visto la importancia de que el sistema de audio digital funcione con un grado de sincronía lo suficientemente alto como para procesar cada muestra en el momento preciso. Hablamos de centésimas y milésimas de milisegundos. La señal clock que provea esta sincronía puede obtenerse de un oscilador de frecuencia fija interno en cada dispositivo, como un cristal.

Sin embargo, cuando interconectamos distintos equipos digitales de audio, es necesario que cada uno de ellos obedezca al mismo clock. Este proceso en el que la señal que emite un dispositivo, o generador, es utilizada para sincronizar las señales de otras fuentes, se denomina Genlocking o Generator Locking. Un circuito que destaca en su aplicación para genlocking es el Phase-locked loop, PLL o bucle de enganche de fase.

Consideremos el siguiente esquema, en el que se muestran los elementos básicos de un circuito PLL. El oscilador emite diferentes frecuencias, dependiendo de la magnitud del voltaje conectado a uno de sus terminales de control. Es por esto que recibe el nombre de oscilador controlado por voltaje, voltage-controlled oscillator o VCO.

Se compara la fase entre una copia de la señal de salida del PLL y una señal de entrada de referencia. La diferencia de fase entre ambas señales cambia el voltaje de control que alimenta el VCO de tal manera, que el desfase es reducido progresivamente, hasta que la señal de salida y la de entrada tienen la misma frecuencia.

Nótese que se incluye un filtro low-pass en el camino del voltaje de control, de manera que el loop sea estable. Asimismo, al incluir un divisor entre el VCO y el comparador de fase, es posible que la frecuencia del oscilador sea un múltiplo de la frecuencia de la señal de referencia. Al hacer esto, se logra que el circuito sea más estable, resistente a cambios irregulares en la frecuencia de la señal de entrada.

Figura 4.11. Phase-locked loop

Existe un tipo de circuito similar al PLL, con la diferencia que las fases de las señales son representadas por el estado de un bit. Nos referimos a los Numerically-locked loop, NLL o bucle de enganche numérico. Estos circuitos son útiles para generar clocks remotos con base en un master clock. Es decir, el estado de la cuenta del clock master se transmite hacia el NLL de manera periódica, por lo que el PLL reproduce la misma frecuencia clock.

Figura 4.12. Numerically-locked loop

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