مدار حلقه قفل فاز (Phase-Locked Loop - PLL)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)

انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :

مدار حلقه قفل فاز (Phase-Locked Loop - PLL) :

مدار حلقه قفل فاز (Phase-Locked Loop - PLL) یک سیستم کنترلی فیدبک است که یک نوسان ساز داخلی (VCO - Voltage Controlled Oscillator) را به گونه ای تنظیم می کند که فرکانس و فاز آن با یک سیگنال مرجع ورودی قفل شود. PLL یکی از پرکاربردترین بلوک ها در مخابرات، دیجیتال و سیستم های کنترلی است.

اجزای اصلی یک PLL:

⭐ آشکارساز فاز (Phase Detector): اختلاف فاز بین سیگنال مرجع و سیگنال خروجی VCO را مقایسه کرده و یک ولتاژ خطا تولید می کند.

⭐ فیلتر حلقه (Loop Filter): یک فیلتر پایین گذر که ولتاژ خطا را صاف کرده و نوسانات فرکانس بالا را حذف می کند. این فیلتر نقش مهمی در پایداری و سرعت پاسخ PLL دارد.

⭐ نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ (VCO): یک نوسان ساز که فرکانس خروجی آن توسط ولتاژ ورودی (ولتاژ خطای فیلتر شده) کنترل می شود.

(گاهی اوقات یک تقسیم کننده فرکانس (Frequency Divider) در مسیر فیدبک قرار می گیرد تا فرکانس خروجی VCO بتواند مضربی از فرکانس مرجع باشد).

عملکرد: وقتی PLL قفل نیست، ولتاژ خطا VCO را به سمت کاهش اختلاف فرکانس و فاز هدایت می کند. زمانی که فرکانس VCO دقیقا برابر فرکانس مرجع و اختلاف فاز ثابت (و معمولا نزدیک به صفر) شد، PLL در حالت قفل (Lock) قرار می گیرد. در این حالت، ولتاژ خطا ثابت است و VCO را در همان فرکانس نگه می دارد.

کاربردها:

⭐ سنتز فرکانس (Frequency Synthesis): تولید فرکانس های دقیق و قابل برنامه ریزی از یک فرکانس مرجع پایدار (مانند کریستال).

⭐ بازیابی کلاک (Clock Recovery): استخراج سیگنال کلاک از یک جریان داده سریال.

⭐ دمدولاسیون FM و FSK.

⭐ ضرب فرکانس (Frequency Multiplication).

⭐ تصحیح جیتر (Jitter Reduction).