PLL회로

PLL회로

Ⅰ. 개요

1. 위상동기 루프 회로(PLL)는 기본 발진 주파수에서 출력 신호를

주기적으로 발진신호에 위상을 동기시키고 원하는 정확한 고정

주파수를 잡는 회로

2. 일반적인 무선통신에서는 광대역의 주파수 특성을 얻기 위하여

LC발진기를 사용하나 주파수 안정도가 나빠 PLL을 사용

Ⅱ. PLL (Phase Lock Loop)

1. 회로구성

그림) 전치분주방식 PLL회로

- LC발진기는 주파수 안정도가 나쁘므로, 발진 주파수를 온도,

주변환경 등에 영향을 받아도 일정하게 제어

2. 주요기능

가. VCO

• 입력 전압에 따라 특정한 주파수를 발진하는 LC발진기

나. 분주기

• VCO의 출력주파수를 적절한 비율로 나누어 비교하기 좋은

주파수로 만드는 핵심적인 부분

• 분주비를 복잡하게 살짝 비틀어서 출력 주파수를 가변

• 소프트웨어적으로 동작가능

다. TCXO

• 온도 변화에 대해서도 일정한 기준 주파수를 만들어 내는

크리스탈 발진기

라. PD (Phase Detection)

• TCXO의 기준 주파수와 분주기의 주파수를 비교하여 그

차이에 해당하는 펄스열을 송출

마. CP (Charge Pump)

• PD에서 나온 펄스열에 비례하는 전압을 발생

• PLL 성능에 큰 영향을 미침

바. Loop Filter (LPF)

• CP 입력 전압에서 잡음을 걸러내는 LPF 필터

3. 궤환방식

가. 직접방식

• VCO 주파수를 직접 PD회로로 궤환

• 고주파수 발진이 어렵다.

• 주파수 체배기가 필요

나. 주파수 혼합방식

• 슈퍼헤테로다인 주파수 변환부처럼 일정 주파수의 반송파를

곱하고 주파수를 증감하여 궤환

• 추가적인 발진기가 필요

다. 전치분주 방식

• 분주기를 통하여 궤환

• 회로가 복잡하나 안정적인 발진이 가능하여 많이 사용됨.

Ⅲ. DPLL (digital PLL)

1. 회로구성

- DPLL은 직접궤한 아날로그 위상동기루프를 디지털화시킨

회로이며, 안정된 주파수 확보가 목적

그림) DPLL 구성도

2. 특 징

① 회로의 소형화, 저전력화, 저자격화

② 감도 향상

③ 주기적 보정 가능

④ 다양한 신호처리 가능 (아날로그, 디지털)

⑤ 주로 저주파에서만 사용이 가능

⑥ 양자화된 해상도에 의해 위상 에러의 하한값이 정해짐

Ⅳ. 결론

1. 무선 송수신 회로의 LC발진부가 정확한 발진주파수를 얻기

위해 필수적으로 사용

2. 하나의 PLL회로에서 분주기의 분주비를 조정하여 여러 대역의

주파수를 발진 가능하여 광대역 회로의 설계가 가능

3. 직접 FM 송신기에 사용하여 항온조기가 필요 없어짐.

4. PLL은 수신되는 피변조파의 측파대 성분은 제거하고 반송파의

주파수 성분을 추적하는 협대역 여파기 역할도 수행