PLL의 원리와 응용

1. 개요

2. PLL 구성요소

 1) VCO

 2) Divider

 3) TCXO

 4) P/D

 5) Charge Pump

 6) Loop filter

3. PLL의 응용분야

1. 개요

 - PLL은 출력의 궤환신호(Feedback Signal)을 입력신호와 비교하여 출력신호가 일정한 값이 될 수 있도록 제어하는 궤한시스템임

 - PLL(Phase Locked Loop)은 기본적으로 위상검출기(Phase Detector), Loop Filter, VCO(Voltage Controlled Oscillator), 주파수 분주기로 구성됨

 - 현재 거의 모든 통신시스템에서 PLL방식이 없이는 구현이 불가능할 정도로 널리 사용되고 있음(디지털 통신에서 위상고정, RF분야에서 주파수 고정)

2. PLL 구성요소

 

 

 1) Voltage Controlled Oscillator

  - 입력 전압에 따라 특정한 주파수를 내보내는 PLL의 최고 핵심 요소

  - 스스로 특별한 기능을 수행하는 것은 아니고 입력되는 전압이 있으면 해당되는 주파수를 출력시킴

  - 온도나 주변 전자파 환경 등 주변 영향에 민감하므로 PLL과 같은 복잡한 구조를 사용함

 2) Divider(Counter)

  - VCO 출력주파수를 비교시켜야 하는데 주파수가 너무 높아 비교하기 힘들므로 적절한 비율로 나누어 비교하기 좋은 주파수로 만들어 주는 기능을 함

 

 3) TCXO(Temperature Compensated X-tal Oscillator)

  - 온도변화와 무관하게 흔들림 없이 매우 안정적인 주파수를 발생할 수 있는 X-tal Oscillator

  - 이 변하지 않는 주파수를 기준주파수로 삼아 출력주파수가 맞는지 틀린지를 비교

 

 4) PD(Phase Detector)

  - TCXO 기준 주파수와 Divider를 통해 나뉘어져 들어온 출력주파수를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스열을 내보냄

5,6)펄스전압변환

 5) Charge Pump

  - Phase Detector에서 나온 펄스폭에 비례하는 전류를 펄스 부호에 따라 밀거나 당겨줌

  - 펄스를 전류로 변환해주는 과정에서 전류 이득이 존재하고 이 양은 Lock time을 비롯한 PLL의 성능에도 큰 영향을 줌

 

 6) Loop Filter

  - 저역통과 여파기로 구성된 이 필터는 Loop 동작 중에 발생하는 각종 잡스런 주파수들을 걸러냄

 

 

  - Capacitor를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 VCO 조절 단자의 전압을 가변하는 역할을 한다(Q=CV)

 

 

3. PLL의 응용분야

 - PCS의 중계장치 및 단말기용

 - 900MHz CDMA 중계장치 및 단말기용

 - TRS 단말기용- 위성 송수신 Modem용

 - GSM 중계장치 및 단말기용

 - Radar System용

 - 무선 LAN system

 - 무선 CATV 장치용

 - 무선 Repeater용

 - WLL System 및 IMT 2000 System 단말기용

출처

http://www.rfdh.com