PLL(Phase Locked Loop)이란?

중계기 블록도에서 가장 중간에 자리 잡고 있는 녀석이 있습니다.

이 녀석 이름이 바로 PLL입니다.

2020/08/27 - [직무지식/중계기] - RF중계기 블록도

이번 시간에는 PLL이 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.

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PLL이란?

PLL(Phase Locked Loop; 위상 고정 루프)이란 기준 주파수를 통해서 주기적 신호의 위상을 원하는 대로, 흔들리지 않는 정확한 주파수로 고정시켜 주는 위상 고정 루프 회로입니다.

즉, 일정한 주파수로 유지시켜 주는 회로라고 생각하시면 되겠습니다.

중계기에서는 Mixer와 함께 RF 신호를 IF 신호로 변환하는데 쓰입니다.

 

 

 

PLL 구성

PLL구성

• 온도보상 수정발진기(TCXO): 온도변화에 대해 흔들림 없이 매우 안정적인 주파수를 출력하는 크리스털 오실레이터를 사용하며, 출력 주파수가 맞는지 틀린 지를 비교하는 기준 주파수로 사용합니다.

 

• Phase Detector(P/D): 기준 발진기의 기준 주파수와 Divider를 통해 나뉘어져 들어온 출력 주파수를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스 열을 내보냅니다.

 

• Charge Pump: P/D에서 나온 펄스 신호에 비례하는 전하(Charge)를 펄스 부호에 따라 올리거나 내려주어(Pump) Charge Pump라 하며, 출력되는 전하량에 따라 VCO의 출력 주파수가 변화됩니다.

 

• Loop filter: 저역 통과 필터(LPF)구조로 구성된 이 필터는 Loop 동작 중에 발생하는 각종 잡음 신호들을 걸러내고, Capacitor를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 VCO 조절 단자의 전압을 가변 하는 역할을 합니다.

 

• VCO: 입력 제어 전압(Loop Filter의 출력 전압)에 비례하는 주파수를 출력하는 발진기 회로

 

• Divider: VCO의 높은 출력 주파수를 비교하기 위해 적절한 비율로 나누어 비교하기 좋은 주파수로 만들어주며, 이 분주비를 변화시켜 PLL의 출력 주파수를 가변 할 수 있습니다.

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PLL기능

PLL 기능

1. 출력 주파수를 N배로 나눈 디바이더를 통과한 신호와 TCXO에서 나오는 출력력 주파수를 P/D에서 비교하여 Phase 차에 해당하는 펄스 열을 내보냅니다.

 

2. Charge Pump와 Loop filter를 거쳐서 펄스를 전압으로 변환합니다.

 

3. 변환된 전압이 VCO에 인가되면 그에 맞는 주파수로 다시 변환되어 출력됩니다.

 

4. 위와 같은 상황을 반복하면서 온도나 환경에 의해 달라진 주파수가 결국엔 설계자가 원하는 주파수로 고정됩니다.

 

 

PLL은 RF에서 주파수 제어용으로 많이 쓰이지만 마이크로프로세서 고속화 과정에도 많이 사용된다고 합니다.

이상으로 포스팅 마무리하겠습니다.

 

[참고] : RFDH

 

 

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- RF열정무한-