Fazno_zatvorena_petlja
Klasična konfiguracija
Detektor faze je uređaj koji upoređuje dvije ulazne frekvencije i generiše izlaz koji je jednak faznoj razlici ulaznih frekvencija. Ako su ulazni signali jednaki po fazi i frekvenciji izlaz iz detektora će biti 0. U slučaju kada među ulaznim signalima postoji razlika u fazi i frekvenciji, postojaće i signal na izlazu, koji će biti veći ukoliko je fazna i frekvencijska razlika veća. Ako ulazna frekvencija nije jednaka frekvenciji Naponom Kontrolisanog Oscilatora, signal fazne greške nakon filtriranja i pojačanja, izaziva devijaciju frekvencije Naponski Kontrolisanog Oscilatora u smjeru ulazne frekvencije. Ukoliko se ispune uslovi, Naponski Kontrolisan Oscilator (VCO – Voltage Controled Oscillator) će zatvoriti petlju sa ulaznom frekvencijom i time će održavati stabilnu vezu sa ulaznim signalom. Filtrirani izlaz faznog detektora je DC signal a kontrolni ulaz u VCO je mjera ulazne frekvencije. VCO je lokalno generisana frekvencija jednaka ulaznoj frekvenciji. Izlaz iz VCO može biti trougaonog, sinusoidalnog, ili nekog drugog talasnog oblika.Ukoliko primjena fazno zatvorene petlje to zahtijeva izlaz iz VCO pomoću zatvorene petlje može biti doveden na povorku impulsa. U većini primjena fazno zatvorene petlje, između VCO i faznog detektora pomoću povratne sprege je postavljen n brojač(apsolutna vrijednost) koji generiše višestruku frekvenciju od ulazne frekvencije. Naponski Kontrolisan Oscilator koji se upotrebljava u PLL kolu se sastoji od komponenti pomoću kojih se kontroliše frekvencija oscilacije. Od većeg značaja je varaktor koji će se kada je inverzno polarisan ponašati kao kapacitivnost,i čija oblast prostornog tovara će formirati svojstva dielektrika. Promjena količine inverzne polarizacije unutar varaktorovih probojnih granica, će promijeniti širinu oblasti prostornog tovara što će prouzrokovati promjenu u kapacitivnosti. Nakon svega VCO neće biti stabilan. Bilo kakva promjena napona će u PLL kolu izazvati pomjeraj u frekvenciji. Problem se rješava kombinacijom fleksibilnosti Naponom Kontrolisanog Oscilatora i stabilnosti Kristalnog Oscilatora. Ako se DC napon preko povratne sprege poveže sa VCO tako da se ostvari veza između izlaza VCO i frekvencije Kristalnog Oscilatora nastaće Fazno Zatvorena Petlja (PLL). Sada se postigla stabilnost koju pruža Kristalni Oscilator. Adekvatnim dimenzionisanjem se mogu ostvariti oscilacije VCO na većim frekvencijama a da se ne naruši stabilnost postignuta Kristalnim Oscilatorom. Još jedna komponenta PLL kola je filtar petlje. Filtar petlje se upotrebljava da odstrani neželjene visoko-frekventne komponente koje mogu proći kroz fazni detektor i pojaviti se na ulazu VCO a zatim i na izlazu iz VCO kao signal sa greškom. Filtar takođe utiče i na sposobnost petlje da mijenja frekvencije brzo. Ako je filtar propusnik niskih učestanosti tada će se promjene u naponu signala odvijati sporo, što će prouzrokovati da i VCO mijenja frekvenciju sporo. Ovo se dešava jer će ova vrsta filtra propuštati samo niske frekvencije što odgovara sporoj promjeni u naponu. Filtar propusnik visokih učestanosti će omogućiti da se ove promjene odvijaju brže. Međutim, upotreba ove vrste filtra može da prouzrokuje stvaranje signala sa greškom zbog propuštanja neželjenih frekvencija. Filtar petlje takođe upravlja i sa stabilnošću petlje. Prilikom nepravilnog dizajniranja filtra, oko petlje se mogu dešavati oscilacije koje će usloviti pojavu visokih signala što će prouzrokovati da se VCO kreće kroz široki frekvencijski opseg.