Loops bloqueados de fase (PLLs) e Loops bloqueados por atraso (DLL) são usados em várias aplicações, mas ainda não há uma discussão destacada dos principais aspectos desses circuitos, como eles operam, em quais aplicativos podem ser usados, a comparação entre os dois circuitos e por que um deve ser usado contra o outro.
Qual é a diferença entre um PLL e uma DLL?
Respostas:
Um PLL controla um oscilador controlado por tensão para trazer sua frequência (ou alguma derivada dele) para o bloqueio de fase (e frequência) com um sinal de referência.
Os PLLs têm muitas aplicações, desde a criação de uma réplica "limpa" de um sinal de referência barulhento (com amplitude e variações de fase removidas), até a criação de novas frequências através da multiplicação e divisão, até a desmodulação de sinais de comunicação modulados em fase e frequência. As características de transferência de entrada para saída de um PLL podem ser controladas através do design de sua rede de feedback.
Uma DLL controla uma linha de atraso controlada por voltagem, que normalmente possui muitos toques, para colocar um desses toques no alinhamento de fase com um sinal de referência. A entrada para a linha de atraso também é geralmente o sinal de referência, de modo que os vários toques fornecem sinais adicionais que são interpolados e / ou extrapolados a partir do período do sinal de referência.
DLLs são comumente usadas em comunicações de alta velocidade entre chips em uma placa (por exemplo, entre um controlador de memória e seus chips SDRAM) para "cancelar" itens como atrasos no buffer de entrada e saída, bem como atrasos na fiação, permitindo um controle muito rígido sobre a configuração e os tempos de espera em relação ao sinal do relógio. Isso permite que as taxas de dados sejam muito mais altas do que seria possível.
Com detectores de fase projetados adequadamente, PLLs e DLLs podem trabalhar com sinais de referência não periódicos; um aplicativo comum envolve alinhar transições de sinal de dados com um relógio de referência.
Enquanto o mencionado acima (ou seja, versão limpa do sinal -> PLL), um aspecto importante de onde as PLLs / DLLs diferem é que o filtro da PLL e efetivamente bloqueia o jitter na fonte de afetar a saída do VCO, enquanto o jitter de propagação do DLL. No começo, isso pode parecer um aspecto negativo das DLLs, mas pode ser usado com grande efeito. Em alguns casos, você precisa extrair o ponto de amostragem principal do sinal que está chegando e ignorar a instabilidade no sinal, você usaria um PLL. Em outros casos, digamos quando um sinal e um sinal de relógio são submetidos aos mesmos efeitos de indução de instabilidade na fonte ou no canal de comunicação.
Você começou bem aqui, mas há alguns aspectos importantes que precisam ser abordados, o que influencia diretamente as situações nas quais esses circuitos são usados. Propagação de jitter de dica.
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Uma DLL pode ser usada com sinais não periódicos? Nesse caso, isso parece ser um ponto importante que vale a pena mencionar.
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Supercat
Talvez eu deva esclarecer minha pergunta: o objetivo de uma PLL é pegar um sinal X e produzir um sinal periódico que tem uma borda em todo lugar em que as bordas existem em X e provavelmente tem muito mais bordas além disso. Eu acho que uma DLL pegaria um sinal X e faria referência a Y e tentaria atrasar X em uma quantidade variável, de modo que as bordas em X que deveriam ocorrer ao mesmo tempo que as bordas em Y o fizessem, mas as bordas que não existem no X não deveria existir na saída da DLL. Ou, para vê-lo de outra maneira, ... #
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686
... Eu acho que, embora o objetivo de uma PLL seja produzir um relógio em conformidade com uma referência (que pode ser periódica ou aperiódica), o objetivo de uma DLL é conformar um sinal não periódico para que seu tempo coincida com um referência. Isso pode ser necessário se houver vários sinais não periódicos inclinados por quantidades variáveis independentes e desejar alimentá-los em circuitos que compartilhem um relógio comum. Parece uma descrição justa?
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Supercat
@ supercat: Justo, mas esse não é o único uso deles. As DLLs também são usadas para alinhar sinais periódicos (relógios).
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Dave Tweed
Eles são diferentes em sua estrutura. Os PLL usam um oscilador controlado por tensão (VCO) que os DLLs não usam.
As DLLs são mais recentes que as PLLs e são mais usadas em aplicativos digitais. As DLLs usam fase variável para obter o bloqueio, ou seja, bloqueiam em uma diferença de fase fixa, enquanto as PLL usam o bloco de frequência variável, ou seja, ajustam sua frequência até que ocorra um bloqueio.
Para a maioria dos aplicativos de bloqueio digital, você pode usá-los de forma intercambiável.
Embora certos subcomponentes de uma DLL e PLL sejam os mesmos, o VCO em uma PLL é usado para obter diversidade de fase e de frequência. O mesmo não pode ser dito do bloco de atraso variável em uma DLL. Existem alguns circuitos nos quais eles podem ser usados de forma intercambiável (no seu exemplo de relógio digital), mas na maioria das vezes suas propriedades exclusivas os impediriam de serem trocados.
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As principais diferenças entre PLLs e DLLs são:
1) Os PLLs extraem (bloqueiam) a frequência e a fase do sinal de entrada. DLL extrai apenas a fase.
2) A DLL precisa de um relógio de referência. PLLs não precisa de um relógio de referência, mas o gera.
3) PLLs usa VCO. DLL não tem VCO.
Portanto, de certa forma, pode-se dizer que o PLL é mais forte que o DLL, pois pode extrair a frequência dos dados, não apenas a fase. Supondo que o relógio de referência ideal esteja presente (a frequência dos dados é conhecida), o DLL e o PLL podem executar a mesma função - alinhando os dados em relação ao relógio de referência presente no receptor. No entanto, a maneira como "o alinhamento" é realizado é diferente. O PLL varia a frequência, enquanto o DLL varia o atraso (ajustando a capacitância do transistor de bombeamento de corrente no VCDL).
Apêndice
Fonte das imagens: RJ Baker "Projeto, layout e simulação de circuitos do CMOS, terceira edição"