位相検出器
矩形波信号に適した位相検出器は排他的論理和(XOR)論理ゲートから作ることができる。比較する2つの信号が完全に同位相の場合、XORゲートの出力は0の一定レベルとなる。2つの信号の位相が1°異なる場合、XORゲートの出力はそれぞれのサイクルの1/180の間(2つの信号の値が異なるサイクルの部分)ハイになる。信号が180° 異なる、つまり一方の信号がローの時もう一方はハイで逆も同様である場合、XORゲートの出力は常にハイとなる。
XOR検出器は90°の位相差近くでロックし、基準周波数の2倍の矩形波出力を持つという点でアナログミキサとよく比較される。矩形波のデューティサイクルは、結果として生じる位相差に比例して変化する。XORゲートの出力をローパスフィルタにあてることで2つの信号間の位相差に比例するアナログ電圧となる。これは対称的な矩形波もしくはそれに近い入力を必要とする。残りの特性はアナログミキサのキャプチャレンジ、ロック時間、基準スプリアス、ローパスフィルタの要求と非常によく似ている。
デジタル位相検出器はサンプルホールド回路、チャージポンプやフリップフロップからなる論理回路を基に作ることもできる。論理ゲートを基にした位相検出器がPLLで使われる場合、入力信号の周波数がVCOの最初の周波数と実質的に異なる場合であってもVCOを素早く入力信号と同期させることができる。このような位相検出器は、比較される2つの信号の間にわずかな位相差しか存在しない場合により良い精度を持つなど、他にも望ましい特性を持つ。これは、デジタル位相検出器がXOR検出器と比べほぼ無限の引き込み範囲を持つからである。