Lazo de seguimiento de fase
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Los lazos de seguimiento de fase, bucles de enganche de fase, o PLL (del inglés Phase-Locked Loops) son dispositivos muy populares en electrónica desde la década de los años 1960. Se trata de un sistema realimentado, en el que las magnitudes realimentadas son la frecuencia y la fase.
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[editar] Historia
La primera vez que se usaron PLL fue en la década de los 60 cuando la NASA los aplicó para compensar las variaciones de frecuencia que sufrían las transmisiones desde sus satélites debido a inestabilidades de los componentes y al efecto Doppler.
[editar] Funcionamiento
El objetivo es que en régimen estacionario las fases de la señal de entrada y salida estén "enganchadas" y sus frecuencias sean iguales. Se dice que un PLL está enganchado cuando ante una variación, dentro de unos márgenes, de la frecuencia de entrada (fe), la salida (fs) evolucionará hasta igualarla. Su funcionamiento es el siguiente:
- El detector de fase proporciona a su salida una señal proporcional a la diferencia de fase de las dos señales de entrada.
- El filtro paso bajo determina el tipo de PLL, integrar la señal de entrada si procede y elimina armónicos superiores, lo cual nos da (Vf)
- El VCO (oscilador controlado por tensión) tiene como salida una señal de frecuencia (Fs) proporcional a la tensión de entrada (Vf).
Normalmente puede encontrase todo encapsulado en un mismo chip excepto el filtro, que es el que determina el orden del PLL y sus márgenes de funcionamiento. En algunas configuraciones especiales se usa un divisor de frecuencia en la realimentación para tener a la salida una frecuencia múltiplo de la frecuencia de entrada. A veces, cuando un PLL se usa como demodulador, la salida se obtiene como la tensión a la salida del filtro (Vc).
[editar] Análisis
Los circuitos con PLL son analizados de dos formas distintas:
- Análisis lineal, donde se consideran todos los componentes lineales y el PLL está inicialmente enganchado.
- Análisis no lineal
- Otro tipo de análisis en el cual se tomen en cuenta todos los dispositivos de la forma en que son, ya sean lineales o no.
[editar] Márgenes de funcionamiento
Definen las condiciones en las que el PLL estará enganchado, cuanto le costará conseguirlo y en cuales se desenganchará.
[editar] Hold in
Se parte del PLL enganchado. Es el margen de frecuencias para las que el PLL puede seguir a la entrada para variaciones muy lentas de ésta.PLL.
[editar] Pull out
Es el margen de frecuencias para las que ante un salto brusco de la frecuencia de entrada el PLL no se desengancha.
[editar] Lock in
Se parte del PLL desenganchado. Es el margen de frecuencias en el que el PLL puede engancharse en menos de un periodo de la frecuencia de la señal de salida.
[editar] Pull in
Es el margen de frecuencia para las que el PLL puede, con un tiempo mayor al periodo de la salida, llegar a engancharse.
En la imagen anterior se muestran estos márgenes de frecuencia. Todos se representan alrededor de la frecuencia de oscilación libre del VCO, que es la frecuencia central.
[editar] Aplicaciones
- Demodulación de señales en AM y FSK
- Filtros de seguimiento
- Osciladores muy estables
- Modulación y demodulación de señales en FM
- Sintetizadores de frecuencia
[editar] Véase también
[editar] Enlaces externos
- ¿Qué es un PLL? (en inglés)
- AN535 (pdf)
