1. Estructura real de un PLL
1.1. La existencia de un elemento de circuito capaz de comparar directamente las fases de las dos señales, produciendo una señal proporcional a la diferencia de fases, KD⋅∆ϕ. Desgraciadamente no es posible construir tal dispositivo, por lo cual se lo reemplaza por un circuito multiplicador (de nominado detector de fase multiplicativo) seguido por un filtro pasabajos.
2. PLL en seguimiento
2.1. En la zona de operación lineal del detector de fase (zona de seguimiento) el PLL se comporta como un sistema lineal y es posible determinar su transferencia frecuenciatensión por medio de la teoría de sistemas lineales. Para ello es conveniente tener en cuenta la relación que existe entre la fase y la frecuencia, ya que la “entrada” del sistema será la frecuencia de la señal de entrada, mientras que la comparación se efectuará en fase
2.1.1. El caso ideal
2.1.1.1. En el caso ideal planteado en la sección 1, el comparador de fase producirá una tensión proporcional al error de fase sin necesidad de ningún filtrado posterior, por lo cual podríamos tomar F(s) = 1
2.1.2. El caso real
2.1.2.1. Cuando el comparador de fase no es ideal el filtro pasa a ser necesario. El caso más simple es cuando se trata de un sencillo pasabajos RC
3. Error de fase en règimen permanente
3.1. Al diseñar un demodulador de frecuencia con un PLL es necesario tener en cuenta que dentro del rango de variación de la señal modulante el error de fase con respecto al valor de equilibrio π/2 debe ser siempre menor que ± π/2, ya que si dicho valor se excede se pierde el enganche
4. El PLL monolìtico LM565
4.1. Se han implementado diversos circuitos integrados monolíticos que realizan la función de un lazo de fijación de fase. Entre ellos se encuentran el CD4046 y el LM565,
5. Aplicaciones del PLL
5.1. El PLL permite resolver diversos problemas de interés técnico. Las aplicaciones se dividen en dos grandes grupos: filtros (lineales y no lineales) y demoduladores.
5.1.1. Filtros
5.1.1.1. El PLL permite, en primer lugar, la realización de filtros de fase. Su finalidad es recuperar o reconstruir una señal de entrada corrupta por ruido de fase, es decir, fluctuaciones aleatorias de frecuencia o fase causadas por la intermodulación con ruido en algún punto de su recorrido o bien por un fenómeno ruidoso de modulación de fase o de frecuencia
5.1.2. Demoduladores
5.1.2.1. Analogico
5.1.2.1.1. Los demoduladores analógicos requieren que el VCO sea muy lineal. En efecto, el lazo de realimentación de fase sólo involucra la relación entre las frecuencias. Si es de ganancia considerable permite una buena linealidad entre las frecuencias (de hecho, la constante teórica es 1), pero la relación entre vc y la frecuencia depende exclusivamente de la linealidad del VCO.
5.1.2.2. Digital
5.1.2.2.1. Los demoduladores digitales se utilizan para demodular señales FSK (frequency shift keying). En este caso, normalmente la señal contiene saltos de frecuencia entre un valor mínimo y uno máximo. La precaución a tomar es que la respuesta transitoria no produzca sobrepicos que pudieran alterar la señal decodificada.
6. Un lazo de fijación de fase (PLL, siglas en inglés de phase locked loop) es un circuito capaz de generar una oscilación cuya fase con respecto a una señal de entrada se mantiene acotada
7. Apendices
7.1. Relación entre la frecuencia y la fase
7.1.1. Para encontrar la relación entre la fase y la frecuencia, tengamos en cuenta que la función senoidal puede pensarse como la proyección sobre un eje vertical de un vector que gira con una velocidad angular ν, que puede o no ser constante
7.2. Análisis del multiplicador de Gilbert
7.2.1. Planteemos primero las relaciones básicas entre las variables fundamentales del circuito. Las corrientes de colector de los transistores cumplen:
7.2.1.1. iC1 = iC3 + iC4,
7.2.1.2. iC2 = iC5 + iC6,
7.2.1.3. iC1 + iC2 = I.
7.2.1.4. v1 = vBE3 − vBE4 = vBE6 − vBE5,
7.2.1.5. v2 = vBE1 − vBE2,
7.2.1.6. vo = (iC3 − iC4 + iC5 − iC6)R.