[A+][예비레포트] 중앙댿� 아날로그 및 디��털 회로 설계실습 6. 위상 제어 루프기(PLL)

1. 실습목적
위상 제어 루프 회로의 이론을 학습하고 간단한 위상 제어 루프 회로를 구성하여 주파수 동기화 (Phase Locking) 원리를 이해한다.
2. 설계실습계획서
2-1 위상제어루프의 용도
이론부의 위상 제어 루프를 이해하여 요약, 설명하고 실제 사용되는 분야에 대해서 서술한다.
위상제어루프는 전압제어 발진기의 출력 위상을 입력 신호의 위상과 비교하여 두 입력의 위상 차이를 가지고 전압제어 발진기를 제어하는 피드백 시스템이다.
위상제어루프 (Phase Locked Loop)는 위상 검출기(Phase Detector), 루프 필터(Loop Filter), 가변 발진기(Voltage Controlled Osillator)의 3개의 기본 요소로 이루어진다.
위상 검출기는 발진기의 입력과 출력 파형의 위상을 비교하여 그 차이에 해당하는 파형을 출력한다. 위상 검출기의 출력은 주기적인 파형이 되므로 이를 가변 발진기의 입력에 연결하면 가변 발진기의 주파수가 주기적으로 변하는 모양이 될 것이다. 즉 위상 검출기의 평균값에 따라 발진기의 출력 주파수가 변하게 된다.
전압제어 발진기의 출력과 기준 신호가 위상 검출기에 인가되면 위상 차이에 해당하는 파형이 루프 필터에 인가된다. 루프 필터는 저 대역 통과 필터이므로 위상 검출기의 평균 전압만을 발진기의 입력으로 되돌리게 된다.
발진기의 출력과 기준 신호의 주파수가 다르다면 두 신호의 위상이 다르므로 위상 검출기의 출력 파형이 계속 변하면서 발진기의 출력과 기준파형의 주파수가 같아지게 된다. 이 경우에는 위상 검출기의 파형은 일정한 형태를 가지게 되고 루프 필터를 통과한 전압도 고정되어 위상이 고정된다.
이러한 위상제어루프는 신호를 복조 하거나 noise로부터 신호를 찾아낼 때 등 라디오, 통신 등 아날로그 분야 뿐만 아니라 클락 펄스를 동기화 시키는 디��털 분야에서도 사용되고 있다.