PLL Ou Phase Locked Loop

PLL ou Phase Locked Loop

Fonte: http://www.sabereletronica.com.br/artigos-2/946-conhea-o-pll

PLL ou Phase Locked Loop  o nome de um dos mais importantes circuitos !ue atualmente encontramos em aplica"#es eletr$nicas de todos os tipos. % PLL est& para a 're!u(ncia assim como o ampli'icador operacional ser& para a tens)o. *ual!uer pro'issional de +letr$nica !ue trabalhe com circuitos de comunica"#es, instrumenta")o digital, Ps, microcontroladores e microprocessadores ou mesmo circuitos de sinais analgicos precisa conhecer o princ0pio de 'uncionamento dos PLLs. PLLs ou Phase Locked Loop 1!ue alguns traduem por +lo 3raado em Fase5 s)o encontrados em receptores de 7, F7, modems, sintetiadores de 're!u(ncias, tele'ones sem 'io, tele'ones celulares, instrumentos digitais e analgicos e numa in'inidade de outras aplica"#es onde 're!u(ncias este8am presentes. % PLL trabalha com 're!u(ncias do mesmo modo !ue um ampli'icador operacional trabalha com tens#es, da0 sua importncia na eletr$nica moderna.

PLL Básico

Para entender como 'unciona um PLL amos analisar seu 'uncionamento por partes, come"ando com uma con'igura")o bastante simples !ue  mostrada na figura 1.

este circuito temos um bloco 1!ue analisaremos melhor depois5, cu8a tens)o de sa0da depende da di'eren"a de 'ase entre dois sinais de mesma 're!u(ncia aplicados ; sua entrada. +sta tens)o  'iltrada por um 'iltro passa-bai% 1=oltage >ontrolled %scillator5. +ste circuito gera um sinal cu8a 're!u(ncia pode ser deslocada dentro de uma 'ai% e 'icar& num alor central. e aplicarmos na entrada deste circuito um sinal de 're!u(ncia ', o detector de 'ase entrar& em a")o e comparar& a 're!u(ncia deste sinal com a 're!u(ncia do =>% !ue  aplicada ; entrada. upondo !ue os sinais tenham 're!u(ncias di'erentes, o detector de 'ase ai gerar um sinal !ue  a di'eren"a das 're!u(ncias 1' - 'o5 o !ual ser& aplicado ao 'iltro. % resultado  !ue, como esta 're!u(ncia  relatiamente bai%.  rea")o do =>% a este ripple ou ondula")o aplicada  uma mudan"a de 're!u(ncia !ue, 8ustamente, tende a 'aer com !ue sua sa0da se apro% e% capturou o sinal ou ?traou@ o sinal, reconhecendo sua 're!u(ncia a figura 2 ilustramos num gr&'ico o !ue ocorre.

*ual!uer altera")o na 're!u(ncia do sinal de entrada !ue aconte"a, ir& gerar um noo sinal di'eren"a na sa0da do detector de 'ase e uma mudan"a de tens)o na sa0da do 'iltro !ue lear& o =>% a ?procurar@ a noa 're!u(ncia a teoria, um circuito como este seria bastante simples de implementar, mas proaelmente n)o teria um desempenho con'orme o esperado deido a diersos 'atores !ue deem ser leados em considera")o. ssim sendo, para implementa")o de um PLL real, precisamos ir alm analisando alguns pontos importantes de seu 'uncionamento.

Faixa de captura

o tomarmos como e% era su'icientemente bai%. Bsso signi'ica !ue e% opera e o circuito pode atuar, traando. +sta 'ai
Observação: C interessante !ue o leitor se 'amiliarie com todos os termos em ingl(s usados na

descri")o do 'uncionamento dos PLLs, pois eles os PLLs comuns !ue podemos obter na 'orma de circuitos integrados, a 're!u(ncia central 'o pode ser ser selecionada atras de resistores e capacitores eB como +D6E pode operar com um 'o de at D kG, capturando sinais cu8a 'ai
etectores de fase

+ncontramos dois tipos di'erentes de detectores de 'ase nos PLLs comuns. +stes detectores s)o chamados de tipo B e tipo BB. a! etector de fase tipo "

% detector de 'ase do tipo B consiste em um multiplicador de !uatro !uadrantes. Para entender melhor como 'unciona este tipo de circuito, amos imaginar !ue na sua entrada se8am aplicados dois sinais digitais de mesma 're!u(ncia mas com uma certa di'eren"a de 'ase, con'orme amos e
Bmaginemos !ue estes sinais se8am aplicados a uma porta %u +
+m outras palaras, este tipo de detector de 'ase n)o  capa de di'erenciar um sinal da 're!u(ncia 'undamental de uma harm$nica, podendo traar em !ual!uer um dos dois. Hm outro problema !ue tambm dee ser considerado  !ue se os sinais aplicados na entrada n)o tierem um ciclo atio pr
+ste tipo de circuito trabalha com as 'rontes dos sinais aplicados na entrada. +m outras palaras, ele lea em conta o instante em !ue os sinais mudam de n0el, o !ue signi'ica !ue eles deem trabalhar com sinais retangulares. Podemos comparar este detector a uma chae de A polo < K posi"#es, con'orme mostra a figura %.

*uando o sinal de entrada tem uma transi")o negatia, 'a com !ue a chae se8a leada para a posi")o de n0el lgico A 1para cima5, a n)o ser !ue ela 8& este8a nesta posi")o. a mesma 'orma, uma transi")o negatia do sinal do =>% 'a com !ue a chae passe para a posi")o de n0el lgico  1para bai
inais lires de ru0dos deem ser usados com PLLs !ue possuam este tipo de detector de 'ase. a tabe'a 1 temos uma compara")o de desempenho dos dois tipos de detector.

Fi'tro passa(baixas

% 'iltro passa-bai% muda. >omo a elocidade segundo a !ual ele atua sobre o =>%  um 'ator importante para determinar a imunidade ao ru0do presente no sinal de entrada, nos pro8etos de PLLs os componentes associados ao 'iltro deem ser escolhidos com o m&, con'orme ilustra a figura ) em *a!. o entanto, como esta con'igura")o mais simples n)o garante o melhor desempenho, costuma-se usar uma con'igura")o um pouco mais comple
Para maior estabilidade, o alor de 2 dee ser da ordem de A/D do alor de A neste tipo de 'iltro. +sta ?regrinha@  apenas uma apro
,sa-do PLLs

s propriedades do circuito !ue analisamos serem para uma in'inidade de aplica"#es pr&ticas !ue enolem a necessidade de se reconhecer um sinal de determinada 're!u(ncia como ponto de partida para a aplica")o. =amos analisar algumas dessas aplica"#es:

a! .ege-eração de si-ais

+
+identemente, as transmiss#es de dados utiliando FM n)o s)o mais usadas, mas o circuito sere como um e
b! e+odu'ação de F0

+is uma 'un")o bastante interessante !ue pode ser implementada utiliando-se um PLL. +ste tipo de aplica")o para os PLLs, em especial,  encontrada em circuitos de comunica"#es por!ue eles s)o muito mais lineares do !ue os detectores de rela")o ou de !uadratura. o entanto, o circuito tambm  um pouco mais caro pela necessidade de se ter um =>% linear e tambm capa de operar em 're!u(ncias muito mais altas. este tipo de aplica")o, o =>%  ligado de tal 'orma !ue sua 're!u(ncia central se8a a mesma !ue a 're!u(ncia intermedi&ria usada no receptor com o !ual ele opera.  'ai
Hma outra aplica")o semelhante  a apresentada em blocos na figura 11.

% sinal de um ampli'icador de &udio modula em 're!u(ncia um oscilador de alta 're!u(ncia +ste sinal modulado em 're!u(ncia  aplicado ; rede de energia, sendo separado por um 'iltro passa altas na entrada do receptor remoto. +ste sinal  aplicado ao PLL !ue, ent)o, o demodula para ampli'ica")o por um ampli'icador de &udio. +ste  o princ0pio de 'uncionamento de muitos intercomunicadores de escritrio e bab&s eletr$nicas.

o-c'usão

PLLs s)o usados em uma in'inidade de aplica"#es e o !ue demos 'oi uma simples descri")o do seu princ0pio de 'uncionamento e algumas aplica"#es em circuitos pr&ticos. +
* Matéria originalmente publicada na revista Eletrônica Total; Ano: 19; N° 1!; Nov " #e$ % &&!