PLL

pic from : wikipedia

PLL kependekan dari Phase Locked Loop, pada dasarnya adalah sebuah sistem kontrol frekuensi yang memanfaatkan sensitivitas deteksi fasa antara sinyal input dan output dari sebuah rangkaian osilasi yang terkontrol.
PLL merupakan bagian terpenting dari suatu bagan RF pada sistem komunikasi. PLL sering digunakan dalam synthesizer frekuensi dan detektor frekuensi, dimana membandingkan dua fase sinyal.
Dalam sistem komunikasi PLL digunakan untuk filtering, penggeser frekuensi, control kecepatan motor, FM, demodulasi, deteksi sinyal, dan lain-lain.


Pada gambar 1, sinyal masuk dengan frekuensi fx kedalam detector fase, lalu ada juga sinyal yang masuk dari outputan VCO menuju detector fase. Keluaran detector fase di filter menggunakan Low Pass Filter(LPF). LPF merupakan suatu filter yang hanya meloloskan sinyal berfrekuensi rendah saja. Dimana akan menghilangkan frekuensi dasar dari inputan, frekuensi harmonic, dan frekuensi jumlahnya. Jadi hanya frekuensi selisih saja yang dilewatkan oleh LPF. Keluaran dari LPF dicatu oleh tegangan DC, fungsi tegangan DC disini sendiri adalah sebagai pengatur inputan dari VCO.

System umpan balik sendiri maksudnya yaitu mengunci frekuensi VCO, sehingga nilai outputan VCO akan sama dengan inputannya(fx). Karena detector fase menerima dua inputan dari dua frekuensi yang sama, maka sudut fase antara kedua sinyal ini akan menentukan besarnya tegangan keluaran DC. Jadi secara otomatis, PLL mengontrol frekuensi keluaran VCO dan sudut fasenya.

Daerah penguncian frekuensi VCO yang dihasilkan yaitu :

Rangkaian PLL yang paling sederhana yaitu terdiri dari sebuah VCO (Voltage Control Oscillator), detektor fasa (Phase detector), dan crystal oscillator. Prinsip kerja sederhananya adalah sebagai berikut :

1. Sebuah frekuensi f1 yang dihasilkan oleh crystal oscillator diumpankan ke rangkaian phase detector untuk dibandingkan dengan frekuensi f2 dari VCO.

2. Phase detector akan membandingkan frekuensi f1 dan f2, pada kondisi awal f1 ≠ f2 karena frekuensi dari VCO = 0 Hz.

3. Karena ada perbedaan frekuensi antara f1 dan f2, maka rangkaian phase detector akan menghasilkan tegangan Vdc yang mencatu VCO. Tegangan Vdc ini menyebabkan rangkaian VCO berosilasi dan menghasilkan sebuah frekuensi f2.

4. Rangkaian VCO akan terus berosilasi menghasilkan frekuensi f2 sampai f2 = f1.

5. Ketika f2 = f1, maka tegangan Vdc keluaran rangkaian phase detector = 0 dan ini menyebabkan rangkaian VCO berhenti berosilasi (locked).

6. Karena rangkaian loop ini akan mengunci (Locked) saat frekuensi dan fasa dari kedua sinyal sama, maka rangkaian ini disebut dengan Phase-Locked Loop.